中小学学业诊断与提升系统的功能设计

郝春立

摘 要：考试的目的应该是帮助教师了解学生的知识掌握情况，及时发现教学的不足，并进行有针对性的教学补偿，但是，在现实的考试当中，教师很难针对每个学生的考试结果进行具体的分析，只能知道学生大体的掌握情况，无法获得学生详细的知识点缺陷，因此难以有针对性的进行补偿教学。中小学学业诊断与提升系统通过在线收集学生的各种考试信息，并针对考试的结果进行统计分析，能够帮助教师较好的实现补偿教学和教学规划等功能，帮助学生根据智能测试的结果有针对性的进行补偿学习、学习规划。同时，中小学学业诊断与提升系统还能实现智能组卷的功能，对教师的日常教学具有良好的辅助功能。

关键词：智能测试；统计结果分析；教学补偿；学业诊断与提升系统；功能设计

中图分类号：G206 文献标识码：A 文章编号：1673-8454（2009）08-0072-04

中小学学业诊断与提升系统（www.elutx.com）是山东师范大学与时代智囊科技发展有限公司联合申报的山东省重点科研课题，该系统包括诊断和提升资源两大部分，通过给用户建立成长档案袋，在线收集学生考试的各种信息并对这些信息进行科学的统计分析，帮助中小学学生及时的发现知识点中的缺陷，同时，系统还囊括了丰富的学习资源，学测结合，真正根据学生水平、特点，提供学习规划指导等。在基于大量用户的统计数据上进行数据挖掘，系统还能为学生、家长、教师、教育部门提供信实的分析报告和决策支持。

一、研究的背景及意义

1.现行的教育测量存在的弊端

传统的考试以考试为目的，过分的强调考试的甄别与选拔功能，考试的结果就是一个分数，或者一些量化等级，并没有发挥考试对学生学习的激励功能。甚至对于那些学习情况不好的学生来说，只能是打击孩子学习的积极性，使得更多的学生对考试抱有一种恐惧心理。

考试的最终目的应该用来帮助教师不断的调整教学，帮助学生发现自己学习中的不足之处，而不是用来衡量或者判定一个学生的好坏。同时，考试的结果不仅仅是为了找出不足，更重要的是要依据这些不足，进行补偿教学，补偿学习。

2.研究的意义

（1）以定性评价为主，发挥评价的激励作用

素质教育决不是不要考核，而是要求考核具有综合性、全面性和经常性，中小学学业诊断与提升系统以档案袋的形式记录学生的学习与考试结果，客观地描述学生学习过程中的进步与不足，并提出建议。帮助所有的学生最大限度地发挥他们的能力，允许学生自定步调，自主学习，充分发挥学生的个性潜能。同时，以鼓励与表扬等积极的评价为主，采用激励性的评语，从正面对学生加以引导。

（2）考试结果的详细分析，帮助教师及时的调整教学

在传统的考试中，教师无法针对每个学生的考试结果进行诊断，中小学学业诊断与提升系统不仅可以针对每个学生的考试情况进行分析，还可以对学生的考试结果进行统计，找出学生知识点的薄弱环节，找到需要补偿教学的知识点，并尝试给教师提供补偿教学的内容。

（3）深入挖掘数据，帮助教育部门决策

基于长期的考试结果分析的基础上进行数据挖掘，系统可以实现对每个版本的教材的教学效果进行评价，为教材的修订提出参考意见，也帮助教育人员在教材的选择上做出决策。同时，还可以对某个地区的学生的总体水平进行统计，帮助教育人员了解一个地区的教学情况等等。

二、国内外的研究现状

1.新西兰的ASTTLE

ASTTLE （Assessment Tools for Teaching and Learning）是由奥克兰大学为新西兰教育部开发的一种教学测评工具，它以课程为基础，由教师管理，学生自愿使用，是一种比较成熟的测评软件。ASTTLE主要针对阅读、数学与写作三科进行测评，主要的用户是学校，侧重点在于多个个体、整体的比较、分级等方面，主要是为教师以及教育决策人员使用。

其缺点是主要针对教育决策人员，对学生的个人学习指导比较欠缺，没有为学生的按需学习提供帮助。

2.国内的研究现状

（1）精学门

精学门是北京学门科技有限公司以按需教育为理念开发的“按需教育”EOD5.0中间件技术平台，利用该平台网络教育机构可以方便地构建智能化的网络教育系统。“按需教育”EOD5.0中间件技术平台包括智能测试、现状分析、教学重点、教学顺序、教学方法和资源的智能排课等六大模块，可以自由组合。主要针对网络教学机构。

（2）网络在线测评系统

很多教育类的网站也提供在线测评系统，但只是传统的测试转移到网络上，并没有针对测试的结果进行分析，也没有补偿教学的内容。同时，这些在线测评系统很多只是单纯的针对中高考服务的，对学生的实际帮助并不大，更没有为教师的按需教育提供相关的服务。

三、中小学学业诊断与提升系统功能设计

中小学学业诊断与提升系统主要包括诊断、分析、提升三大核心模块，针对教师、学生以及教育决策人员三种用户主要实现如下功能（如图1） 。

1.针对教师用户

（1）智能组卷

教师可以依据系统提供参数：科目、版本、分册、单元、题目数量、难易程度，选择一定的参数，系统根据用户选定的测试范围随机选择知识点，生成一份试卷，供学生测试。针对系统给出的试卷，教师可以按照自己的教学需求进行编辑，对题目的分值、题目的顺序进行调整，同时还可以实现题目的添加、删除与替换等功能。

（2）结果分析

1）单个知识点的掌握情况

将学生对某个知识点的掌握水平分为：掌握的很好，掌握的较好，掌握的一般，掌握的不好，未掌握五个等级；每个知识点关联10道题目，其难易程度分别为难的1道，一般水平的4道，简单的5道；针对每一个知识点的题目的答题情况统计，系统会判定其掌握的水平并自动收集每个学生对于这个知识点的掌握水平进行统计分析，生成柱状图如图2所示。

基于这些统计结果教师就可以发现数与代数、空间与几何、概率与统计这几块，大多数的同学都掌握的较好，基本达到了教学效果。如果发现某个知识点，大多数的人都没有掌握，那教师就可以针对性的进行二次补偿教学。

2）学生水平等级分布

将学生的综合水平分为A、B、C、D四个等级，教师可以就某个单元查看学生掌握的综合水平，并依据综合水平与其他的班级进行比较，提升教学的效果。

3）学生个体评价

根据学生个体的测评报告对学生目前的知识点结构缺陷、学习状态、在班级和年级中的位置给出评价，同时还可以对学生的学习状态进行跟踪。

在传统的考试中，教师很难针对某个学生的知识点的结构缺陷，学习状态等等进行分析，分析一个学生尚且需要耗费教师大量的时间，我国目前一个班级的学生按45人计算，教师分析完这45人的知识点结构缺陷的工作量更是难以估计的。但是基于计算机的智能统计分析便变得尤为简单可行。

4）班级纵向比较

根据历史数据与当前测试成绩分析，判断班级目前学习状态及波动情况。

例如：对某个班级，其历史排名以及当前的测试水平在总体水平中排名的波动情况进行跟踪。可以判断这个班级的学习状态变化，如果出现大的波动，那么教师就应及时找出影响其学习的原因，与其进行交流或者召开班级讨论会，消除影响。

5）班级横向比较

根据班级测试成绩分析，与学校其它班级学生甚至是往届学生进行比较，分析班级情况，给出班级整体知识结构掌握状况、整体水平。如图3所示。

从图3我们可以看出，2007年学生掌握的最好，A、B等级的学生占到了60%，D等级的学生只有5%。

（3）调整教学

测评系统为教师提供了详细的报告，包括每个学生的知识点掌握情况、学习进度以及知识结构缺陷、整体水平等。依据这些信息教师就可以有选择性的进行补偿教学。系统的智能性还在于它能根据上述报告的结果为老师智能地提供各种可供选择的教学方式和教学资源，实时调整教学的进度，或进行补偿教学或加快教学进度等等，使教学效果更加透明化。

（4）教学规划

依据学生的知识点的掌握情况，掌握知识的能力以及对教学方法的适应能力等来规划自己的教学进度，教学内容和教学方法以便于更好的适应学生的实际水平。

2.针对学生用户——学生辅导功能

中小学学业诊断与提升系统在帮助教师实现按需教育的基础上，增加了学生用户的辅导功能，该系统为每个使用的学生用户建立了个人学习档案，对用户的学习时间，测试的内容，测试的时间，测试的情况等等进行多角度的追踪记录，客观的评价学生的学习情况，同时还依据学生的学习情况提出建议。

（1）智能组卷

系统提供了科目、版本、分册、单元、题目数量、难易程度等五个参数供用户在选择，根据用户的选择系统自动出一套试卷。不同的是，在学生用户的界面中所出的试卷是一份标准化的试卷，学生无需针对试卷进行编辑。

同时在智能组卷中，系统还实现了自适应功能，即在学生答题的过程中，根据学生的答题情况，系统自适应的判断该套题目是否符合该学生的掌握程度，然后自适应的调整试卷和题目的难易程度，如果修改之后的试卷仍然不适合该用户，系统继续调整难易度，直到符合该用户的程度为止。

（2）结果分析

通过结果分析（如图4），帮助中小学生第一时间内了解自己知识结构的薄弱环节，并针对这些薄弱环节，给学生提供最佳的学习补习方案和学习方法指导，按需补习。

根据学生的答题情况，分析学生对知识点的掌握情况，发现其知识结构中的薄弱环节，给出补偿学习的参考。

（3）成长档案袋

在“学习档案”中，不仅记录了用户的学习时间和成绩，同时收集了大量反映学生学习进步的相关材料，以客观的角度、采用多种方式对用户成绩进行数据统计分析，实现了用户的自身评价和用户与群体间的相对评价。

（4）学习规划

针对诊断分析给学习者量身定做各种学习方法指导，并给学生提供最佳的补习方案。（如图 5）

1） 学习内容上的规划

中小学学业诊断与提升系统在试卷的题目设计上设置了多个维度，对于每个题目考察的知识点以及此知识点的前导知识点和后续知识点进行绑定，依据学生的考试结果就能判定学生下一步应该重点预习和复习的相关内容。

①重点复习：根据其测试结果，找出学生未掌握知识点，并提供与这个知识点相关的学习资料供学生重点复习；

②学习顺序：依据“最近发展区理论”找出学生现有的知识水平和学生可能的发展水平，给学生提供达到将来发展水平学生应该学习的材料，为其规划合理的学习顺序；

③重点预习：规划学生未掌握知识点的后续知识点和内容，重点预习。

2）学习进度规划

根据用户的多次测试情况、使用时间的长短、各科的成绩分布情况以及班级同学知识点掌握的情况和学习进度、往届学生的学习进度等等帮助学生建立科学的学习进度表。

3）解题思路

很多学生不善于总结，不会做题很可能是解题思路的不清晰，系统根据学生的做题情况，可以发现学生在哪些类型的题目上解题有困难，然后智能的为其提供解题思路帮助学生攻克难关。

4）巧解妙算

对于某类题目的简便算法进行总结，开拓学生的思路，有助于学生多种解题方法的掌握，培养其发散思维能力。

5）我的收获

为学生建立成长记录档案袋，帮助学生对一段时间内学习到的东西进行梳理、概括、提炼、升华，理清知识的脉络，学会对自己的知识进行管理。

以鼓励和表扬性的语言对学生这一阶段的学习情况进行总结、评价，让学生感受到自己的进步，激发其学习的积极性。

3.针对教育决策人员：帮助教育决策人员决策

（1）对教材版本的评价

中小学学业诊断与提升系统实现了各个教材版本的教学效果；对于同一个知识点，哪种版本教材的效果好；以及教材的设计是否合理等等进行了统计分析，以帮助学校或者教育相关人员在选择版本提供参考，同时对于教材版本的修订也提供参考意见。

（2）教师教学效果的评价

根据每个班级学生的成绩变化，以及班级学生学习的总体水平的统计，可以发现教师教学的优劣，对于教师发现自己教学的不足，学习好的教学方法等等提供便利。

（3）教育统计功能

以学校或者省市为单位进行学生综合水平的统计，以学校为单位对省市内的所有学校的学生综合水平统计便于横向比较，以学校为单位对学生的综合水平进行纵向比较，判断一个学校的办学水平的变化。

（4）教育的宏观调控

对于地区化的教育差异现象严重等问题进行整体的统计分析，探讨存在差异的原因，从而实现教育的宏观调控。

四、结束语

中小学学业诊断与提升系统帮助教师与学生有选择性的进行教学或者补习，使得学习更具有针对性，提高效率，节约时间，把时间还给学生，让学生有更多的时间来学习自己感兴趣的内容，张扬个性，为素质教育的实施铺平了道路。

参考文献：

[1]加涅.教学设计原理[M].上海：华东师范大学出版社，2005,6：262-264.

[2]何克抗，李文光.教育技术学[M].北京：北京师范大学出版社，2005，8：177-183，344-345.

[3]何克抗，郑永柏.教育系统设计[M].北京：北京师范大学出版社，2005，8.

(编辑：隗爽)