（教育经济与管理专业论文）人机交互考试设计研究.pdf

内容摘要 人机交互考试具有生动性、交互性、易控性、经济性、可靠性等功能优点，但 这些优点的有效发挥，不仅取决于考试实旆的规范性，更取决于考试设计的科学性。 现阶段，如何正确认识人机交互考试运行的要素及互动关系，使人机交互考试的设 计置于科学理论的指导之下；如何科学把握人机交互考试设计的原则、程序与方法， 使人机交互考试充分发挥其技术优势，仍是中外考试界探讨的前沿课题之一 本文以此立题研究，旨在深化前人已有的研究成果，企望对人机交互考试设计 的科学依据、原则、程序和方法的优化有所新探试图以界定人机交互考试及其设 计内涵为切入点。在探讨人机交互考试设计应遵循的科学依据的基础上，结合对我 国入机交互考试设计的现状和制约因素的分析，针对性地提出人机交互考试设计的 原则和策略。其研究的初步结论如下： 人机交互考试，是一种在计算机软硬件建构的虚拟情境下通过对人与计算机 呈现内容的双向交互结果的跟踪、记录、整理、分析，鉴别、评价个体素质水平差 异的活动其运行要素包括组织要素、内容要素、工具要素、方法要素和环境要素。 入机交互考试设计，是为获得预期的考试效果，在进行人机交互考试活动之前，根 据考试目的的要求，在相关理论的指导下，运用“提出问题一分析问题一解决问题” 的逻辑路线，对参与人机交互考试运行活动的诸多要素所进行的一种分析策划，并 形成一定设计策略的活动过程。其科学依据主要是考试学、认知心理学和人机交互 的相关理论。根据人机交互考试运行要素，人机交互考试设计需按照确定测试目标 一选择考试内容一设计考试方法一创设运行环境一进行系统评价的程序进行。 目前，我国在人机交互考试设计研究方面取得了积极的成果，同时也面临着不 少待解决的难题，诸如界面呈现缺乏互动，实现方法人性化体现不充分，系统集成 缺少原创，评价主观随意性较大等。影响我国人机交互考试设计的因素主要有观念 因素、技术条件因素、方法因素、理论因素和队伍因素。 要实现人机交互考试设计的优化，必须在可控性、人本性、差异性、结构性和 协同性五大原则的基础上，坚持紧扣考生需要确立测试目标，联系实际选择考试内 容，针对考生身心特点选定考试方法，创设适宜的运行环境，科学设计指标体系和 评价流程。 关键词：人机交互考试设计策略 a b s t r a c t h u m a n c o m p u t e r i n t e r a c t i v ea s s e s sh a v es u c h a d v a n t a g e s a s l i v e n e s s ， i n t e r a c t i o n i s m ，c o n t r o l l a b i l i t y , e c o n o m y , r e l i a b i f i t y ，t h ee f f e c t i v ee x e r t i o no fa b o v en o t o n l yd e p e n do na s s e a si m p l e m e n t i n gs t a n d a r d l y ，b u td e p e n do nd e s i g n i n gs c i e n t i f i c a l l y n o w a d a y s ，h o wt or e c o g m z ep r o p e r l yk e yi m p l e m e n t i n ge l e m e n t s a n di n t e r a c t i v e r e l a t i o n sb e t w e e nt h e s ee l e m e n t so fh u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i v ea s s e s s ，i tc a nm a k e h u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i v ea s s e s su n d e rs c i e n t i f i ck n o w l e d g e ；a n dh o wt og r a s p p r i n c i p l e p r o c e d u r e ，m e t h o do fd e s i g no fh u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i v ea s s e s s ，s ot o s h o wi t s e l f a d v a n t a g e , w h i c hi so n eo f f o r w a r dp o s i t i o n si nt h ea s s 璐c i l d e s ot od e e p e nt h ep r e c e d e n tr e s e a r c ha c h i e v e m e n t ，a n dg e tn e wf i n d i n gi nt h e i m p r o v e m e n to fb a s i s ，p r i n c i p l e ，p r o c e d u r e ，a n dm e t h o do fd e s i g no fh u m a n - c o m p u t e r i n t e r a c t i v e 5 s e s s b e g i i l l i i n g w i t hc o n n o t a t i o na n ds c i e n t i f i cb a s i so ft h e h u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i v ea s s e s sa n di t sd e s i g n , c o m b i n i n gt h ep r a c t i c a lp r o b l e m s a n dr e s t r i c t e de l e m e n t so fd e s i g no fh u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i v ea s s e s si no u rc o u n t r y ， i t 喇t l ip u r p o s eg v p r i n c i p l e sa n ds t r a t e g yo fd e s i g no fh u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i v e a s s e s sn eb a s i co p i n i o n sa n dc o n c l u s i o n sa r ef o l l o w s ： h u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v ea s s e s sr e f e r st oaa s s o s sa c t i v i t y , t h r o u g hw h i c h d i s t i n g u i s ha n de v a l u a t ei n d i v i d u a ld i f f e r e n c e st h r o u g l it r a c k i n g , r e c o r d i n g , c o l l a t i n gt h e i n t e r a c t i v er e s u l t so ft h eh u m a n - c o m p u t e ru n d e rt h ev i r t u a le n v i r o n m e n tf r o mc o m p u t e r h a r d w a r ea n ds o f t w a r e i t si m p l e m e n t i n ge l e m e n t si n c l u d i n go r g a n i z a t i o n a le l e m e n t s ， c o n t e n te l e m e n t sa n dt o o l se l e m e n t ，e l e m e n t sa n dm e t h o d so fe n v i r o n m e n t a le l e m e n t s d e s i g no ft h eh u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i v ea s s e s sr e f e r st ou s el o g i c a lw a yw h i c hs t e p s a r ep u t t i n gf o r w a r dq u e s t i o n ，a n g l i c i z i n gq u e s t i o n ，a n ds o l v i n gq u e s t i o n ，i ta n a l y s i sa n d p l a ns o m ee l e m e n t sw h i c hb ci n c l u d e di m p l e m e n t i n go fh u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v e a s s e s s ，u n d e rt h er e l a t i n gt h e o r ya n dp u r p o s eo ft h ea s s e s s ，s ot h a ti tc a ng e tt h e e x p e c t a n ta s s e s sr e s u l t a c c o r d i n gt od e s i g nc o n t e n to fh u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i v e a s s e s s ，t h er a t i o n a l ei n c l u d e sa s s e s st h e o r i e s , c o g n i t i v et h e o r i e sa n dh u m a n c o m p u t e r i n t e r a c t i v et h e o r i e s d e s i g np r o c e s si n c l u d e sd e t e r m i n i n gt h eg o a l so fa s s e s s ，s e l e c t i n g c o n t e n to fa s s e s s ，d e s i g n i n g a p p r o a c ho fa s s e s s ，b u i l d i n ge n v i r o n m e n to fa s s e s s c u r r e n t l y , t h e r ea r es o m ep o s i t i v ea c h i e v e m e n t si nt h ef i e l do fd e s i g no ft h e h u m a n c o m p u t e ri n t e r a c t i v ea s s e s si no u rc o u n t r y ，b u ta l s oe x i s t ss o m ep r o b l e m s r e i n a i nt ob es o l v e d ，s u c ha si n t e r f a c e b e i n gs h o r to fi n t e r a c t i o n ；m e t h o d ss h o w s i i h u m a n i z a t i o nd e f i c i e n c i e s ；s y s t e m i n t e g r a t i o ni sn o to r i g i n a l ；e v a l u a t i o ni sm o r e s u b j e c t i v e t h e s ep r o b l e m sa r ct h em a i nc a l l s eo ff i v ef a c t o r s ：u n d e r s t a n d i n gf a c t o r s ， h a r d w a r ef a c t o r s , m e t h o d sf a c t o r s ，t h e o r e t i cf a c t o r s , a n d o r g a n i z a t i o nf a c t o r s 0 ht j l cb a s i s p r i n c i p l eo fc o n t r o l l a b i l t y , h u m a n z a t i o n ，d i v e r s i t y , s t r u c t u r e 。 c o o p c r a t i o n ，i no r d e rt oo p t i m i z ed e s i g no ft h eh u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i v ea s s e s s w c s h o u l ds e ta s s e s sg o a l sw h i c hm e e t st h en e e d so fc a n d i d a t e s ，a n ds e l e c ta s , q e s sc o n t e n t s w h i c hi sr e l a t e dw i t hp r a c t i c e ，a n dd e s i g na s s e s sm e t h o d sw h i c ha c c o r d sw i t hp h y s i o l o g y a n dp s y c h o l o g yc h a r a c t e r so fc a n d i d a t e s , a n db u i l ds u i t a b l ei m p l e m e n t i n ge n v i r o n m e n t ， a n de s t a b f i s hr e a s o n a b l ei n d i c e sa n dc v a l u a t i o np r o c e d u r e k e yw o r d s ：h u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i v ea s s e s s , d e s i g n , t a c t i c i l l 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所里交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担 作者签名： 够 日期：彳年f 月幽 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。、 翱豁鹨寻) 他 日期：枷辟j 月l r 日 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程”。同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库”中全文发布。并可按“章程”中的 规定享受相关权益。园亟逾塞逞变压溢蜃! 旦坐生i 旦= 生i 旦三生筮查! 导师签名 1 鹅 1 澎 日期：m 牟。月旷日 哆柏胁朋储嘲 ( 一) 研究缘由 引言 人类考试的演变发展，始终遵循入的发展、社会发展和考试自身发展的规律。 其具体种类、内容、标准等，与社会生产力和文化科技的发展水平，社会生产和社 会生活对人的身心素质的需求水平，以及人们对考试的认识程度和使用范围，必须 保持动态的一致人机交互考试作为当今社会的一种新型考试模式，需要适应人们 在交往方式、生存方式、教育方式等方面发生的巨大的变化，以及个体身心发展的 多元趋势。满足社会变革对有效开发和合理配置社会人力资源提出的更高要求，充 分发挥自身功能优势，这些在很大程度上都依赖于人机交互考试设计的科学性。 在我国，由于计算机硬件条件及信息技术相对落后，考试设计方法、软件研发、 考试理论建设等起步较晚，人机交互考试设计目前还面临着不少待解的难题，如交 互界面缺乏互动，交互方法人性化体现不充分，交互系统缺乏原创，设计评价主观 随意性强等，这些问愿已经成为影响人机交互考试发展进程的主要因素。此种背景 下，正确认识人机交互考试运行的结构要素和设计的科学依据科学把握人机交互 考试设计的原则、程序和方法已是提高我国人机交互考试效率与效益的迫切需要。 对人机交互考试设计进行系统研究，既可丰富考试技术学理论，促进考试科学 理论体系的完善，也是解决我国人机交互考试现存问题，提升人机交互考试社会适 应能力和服务能力的根本要求。 ( 二) 研究目的 本文以此立题研究，旨在前人已有研究的基础上实现两大目的：第一，力求以 考试学、认知心理学、人机交互等相关理论为支撑，探明人机交互考试的内涵、运 行结构要素及其互动关系，以及人机交互考试设计的科学依据、设计程序及内容； 第二，通过全面分析我国人机交互考试设计的现存问题和制约因素，提出一套人机 交互考试设计的原则和策略。 ( 三) 研究方法 人机交互考试在我国尚欠系统性研究，理论成果和实践材料都相对缺乏，基于 本选瑟研究的内容和目的，拟采用以下方法开展研究： 1 文献法 充分利用校图书馆、院资料室、因特网、电子图书馆等资源和自购、借阅书刊 进行文献资料的检索、整理、归纳，了解人机交互考试的历史、特点与现状，各种 考试设计理论的研究现状，以及其他和本选题相关问题。 2 调查法 本选鼹研究拟采用人物访谈、个案调查两种方式，对现行人机交互考试设计面 临的问题、形成原因、走出困境的对策等内容，进行直接和间接调查前者主要和 人机交互考试管理工作者和研究者以谈话形式进行，后者主要深入相关人机交互考 试现场。从设计、实施等环节( 重点是设计环节) 来获取选题所需素材 3 比较法 根据本选题的内容和特点，采用垂直、水平、因素三种比较方法进行研究。其 中，垂直比较法侧重于比较人类考试史上有关人机交互考试的方式、特点：水平比 较侧重于不同类型考试( 面试、笔试、机试) 的设计方式的对比：因素比较则是对 人机交互考试某一属性做定性和定量的分析，通过比较，找出该属性的相关影响因 素，以便进一步寻找人机交互考试设计的策略 2 一、人机交互考试设计基本理论问题研究 准确界定人机交互考试及设计的概念。科学分析人机交互考试特性，正确认识 人机交互考试运行的结构要素及其互动关系，并在此基础上合理规划设计程序和内 容，是有效探讨人机交互考试设计原则与策略的基本前提。 ( 一) 人机交互考试设计的内涵及理论依据 根据逻辑学有关概念属种关系的原则，人机交互考试设计作为设计的一个种概 念。不仅具有设计所应具有的一般内涵，也有其自身的特定含义因此，只有准确 界定人机交互考试设计的内涵，才能对人机交互考试设计策略问题展开研究 1 人机交互考试设计的内涵 “设计”一词广泛应用于众多领域，对“设计”的理解也不尽相同。有学者认 为。“所谓设计，就是为了实现预定的目标，预想今后可能出现的情况，并观念性 的操作构成元素，明确整体和部分之问关系的行为。”回也有学者认为，“设计是指 在创造某种具有实际效用的新事物或者解决新问题之前所进行的探究式的系统计 划过程。”零现代汉语词典的解释是，设计就是“在正式做某项工作之前，根据 一定的目的要求，预先制订方法、图样等。”。国外有学者认为，。设计就是为创造 某种具有实际效用的新事物而进行的探究。”瞠行任何一种有目的的活动，为了达 到预期目标和获得理想效果，必须在活动前对其进行设计，因此，设计是指在活动 之前，根据一定目的要求，预先对活动所进行的一种安排或策划。 人机交互考试作为一种新型考试模式，具有明确的目的、丰富的内容、复杂的 对象、不同的形式、多样的方法、灵活的传媒、不定的时间、繁重的任务以及多种 影响因素等结构特点。人机交互考试要在诸多因素影响下，取得令人满意的功效， 优质高速地达到预定目标和完成预期任务更需要对其进行全面细致的安排和精心 周密的策划。至于人机交互考试设计的内涵，可界定为：为获得预期的考试效果， 在进行人机交互考试活动之前，根据考试目的的要求，在相关理论的指导下，运用 “提出问题一分析问题一解决问题”的逻辑路线，对参与人机交互考试运行活动的诸 多要素所进行的一种分析策划，并形成一定设计方案的活动过程。它包含四个基本 王辉等著：学校教育技术操作全书，经济日报出版杜，1 9 9 9 年版，第5 7 7 页。 孙可平著：现代教学设计纲要，陕西人民教育出版社，1 9 9 8 年版，第1 页。 中国社会科学院语言研究所词典编辑室编；现代汉语词典，商务印书馆2 0 0 5 年版，第1 0 1 3 页。 戈登- 罗伦德著、高文编译：设计与教学设计，# l - m 教育资料，1 9 9 7 年第2 期。 3 要点：设计的对象范畴是人机交互考试活动；设计的目的范畴是获得预期的考试效 果；设计的内容范畴是参与人机交互考试运行活动的诸要素；设计的方式范畴是在 相关理论的指导下，运用“提出问题一分析问题一解决问题”的逻辑路线来进行分析 和策划 2 人机交互考试设计的理论依据 从纯技术角度考虑，人机交互考试设计似乎只需遵循一般软件设计方法要颁即 可，但在其事实上，科学的理论不仅是人机交互考试设计的指导依据，而且是人机 交互考试设计方法和技术的支撑。因此，人机交互考试的设计，必须基于如下理论： 第一，考试学理论考试学作为一门独立学科被学者研究始于2 0 世纪8 0 年 代初在随后的2 0 多年时间里，依据崭新的理论观点和丰富的实践成果，得到长 足发展，并形成自己的学科体系。作为一门研究考试现象及其规律的新兴科学。它 以“人类测度、甄别人的德、学、才、识、体个别差异的社会活动考试活动为 研究对象”，其主要任务是。探求考试发生、发展的演变成因，研究考试的内在结 构、外部关系及功能，揭示考试的客观规律，论述考试的基本理论、原则、程序与 方法，以指导考试实践，并为考试科学的各分支学科奠定理论基础”回从学科构成 体系上讲，人机交互考试设计属于考试技术学的内容，后者作为考试学的分支学科， 旨在探讨考试过程优化的理论、规律，以及提高考试效果的技术手段和方法。 考试作为一个有机的活动系统丽存在，又以一个规律性的历史过程而不断演变 发展，人们对各种考试活动本质及其运动规律的认识，也只能随考试活动发展过程 的延伸而不断升华，华中师范大学考试研究院廖平胜教授以一种源予实践并符合客 观事物规律的认识观，从考试现象根本属性、内在结构、存在方式、运行特性、外 部关系及活动目的等方面，提出反映考试现象基本规律的一般原理，即人本原理、 差异原理、动态原理、系统原理、控制原理。在这些原理的基础上，廖平胜教授认 为考试原则是我们“从事考试活动、处理各种考试问题、规范考试行为所必须遵循 的基本准则”o ，考试活动必须遵循科学性、导向性、发展性、客观性、公平性、 实践性六条原则。这些成果不但可以指导人们开展人机交互考试活动，也可以帮助 人们理解人机交互考试设计原则和运行规律的关系。 在考试学理论中，考试目的、考试设计、考试实施和考试信息反馈，被认为是 “决定考试运行状态的四种基本要素”，而考试设计则是“影响考试活动效率和效 廖平胜著：考试学，华中师范大学出版社1 9 8 8 年版，第5 - 6 页。 廖平胜著：考试学原理，华中师范大学出版社，2 0 0 3 年9 月版，第2 0 9 页。 4 益的关键因素”，同时又提出考试设计的主要任务包括四项，即“明确考何入，把 握应考主体的身心特征”、“明确考什么，确定考试的测评要素”、“明确如何考，确 定考试的方式一、“明确用什么考，精心制作测评工具”。人机交互考试是现今多 种考试模式之一，其设计属于考试技术学范畴，在进行相关研究时，必须以“母学 科”的相关理论为指导。 第二，认知心理学理论认知心理学( c o g n i t i v ep s y c h o l o g y ) 源于心理学、 语言学、神经学、人类学、人工智能和哲学，被定义为“对人( 思维和行动) 的客 观研究”。其以信息加工观点为核心，采用计算机模拟的方法研究人的思维和行动， 包括“知觉、推理思考、记忆与回忆、学习过程、语言表达和理解、概念形成、行 动计划，以及问题处理和决策”。，这将有助予我们理解考生参与人机交互考试活 动的心理反应机制，正确认识人机交互考试的运行结构要素及互动关系 认知心理学旨在揭示认知过程的内部心理机制，即信息是如何获得、储存、加 工和使用的，为此，基于信息加工过程，将计算机视为人脑功能的模型，而将心理 活动视为“类似于计算机的信息处理与加工系统”，将外部世界的各种事物用“符 号”代替，这些符号相互作用形成“语句”，符号和语句共同作用于人的感受器官。 在这样的前提下，认知心理学试图将人心理活动的特殊性和复杂性和计算机行为做 出统一解释，并提出如下信息加工系统结构图国： 环境 _ 至丑一查兰 信息加工系统结构图( 据n e w e l l s i m o n ，1 9 7 2 ) 认知心理学家认为人对信息的处理是从实践开始的，来自亲身经验的信息在执 行、控制机制下，经感知、筛选、识别、编码、提取后，组织起来进入记忆系统， 并将人的信息加工过程分成三个彼此不同但又相互联系的阶段。三个阶段分别代表 三种不同形式与不同性质的记忆，即感官记忆、短时记忆和长时记忆，它们各自有 不同的加工方式，信息在它们之间传递和变化，形成了认知的基础。 廖平胜著：考试学原理 华中师范大学出版社，2 0 0 3 年9 月版第2 5 5 2 5 8 页。 李乐山著：工业设计思想基础，中国建筑工业出版社。2 0 0 1 年4 月版，第1 8 0 页。 王魅、汪圣安著：认知心理学，北京大学出版杜1 9 9 2 年4 月版，第3 页 5 信息加工过程是个体与信息之间进行复杂的交互作用的过程。个体依据他的动 机、需求以及经验等因素对觉察到的外界刺激加以选择。其中，感官记忆指个体凭 视、听、嗅、味等感觉器官感应到外界刺激时所引起的短暂( 3 秒钟以下) 记忆。感 官记忆的特点是时间极其短暂，且外界刺激在记忆中仍然保持其本身的形式。如果 个体决定对这一刺激进一步处理，就对其加以注意，并予以编码，将其转换成另一 种形式，否则，就予以放弃，形成遗忘。短时记忆指感官收录后再经注意而在时间 上延续到2 0 秒以内的记忆。短时记忆是思维的基础。外来信息要想被习得，必须 由感觉登记进人短时记忆，如果个体对输入短时记忆的信息不再进一步处理，所记 信息随即流失。形成遗忘。如果个体认为所处理的信息是重要的，就采用复习的方 式，使之保持较长的时间然后输入长时记忆。长时记忆能够保持信息长期不忘 根据人类认知系统的工作原理，当考生发现自己处于一定的学习和交互情境 时，所处情境的诸多线索会“促使考生在头脑中进行相关记忆信息的提取，并与当 前环境相联结，进而完成相应的认知及行为操作”回，基于此。有关研究表明，考 生的不断地、有效地提取信息是帮助考生获取新信息、处理新问题的最佳方法因 此，如何构建良好的考试情境。以促进考生在其中正确的、恰当的记忆信息提取， 显然非常重要。 同时，在研究内部心理机制中，认知心理学还强调外部策略的作用。由于信息 加工系统的能力有限，人不能同时应用一切可能的信息，也不能采取一切可能的行 动，因此。人必须采用一定的行动方案来优化自身信息加工过程，人机交互考试设 计必须紧扣并服务考生在应试中可能采取的行动方案。 正是因为如此，认知心理学的发展，更加丰富了人工智能在考试活动领域的应 用，为我们研究考生心理变化提供了一种“信息一感应”范式，不但“使人机对话 作为一种测评方式的转向，具备了坚实的理论基础”。，而且拓宽了考试研究视野， 为人机交互考试设计活动提供了夯实的心理学基础。 第三，人机交互理论。人机交互( h u m a n - c o m p u t e ri n t e r a c t i o n ，h c i ) 理论是 研究人、计算机以及二者相互影响的理论，近2 0 年来，在计算机科学领域引起越 来越多的注意，并迅速发展成一门新兴学科。人机交互是指“用户与计算机系统之 间的通信，它是人与计算机之间各种符号和动作的双向信息交换” 。这种信息交 换的形式是以各种符号和动作的方式出现，如敲击键盘、移动鼠标、触发按钮、显 w i l l t h a l l a e i m e r ( 2 0 0 2 ) s p e c i a l n e w s l i n e s t o r y ：s t o p a i m i n g f o r i n t e r a c t i v l t y ! o n l i n e a v a i l a b l ca t h t t p ：c o u r s e s f l c s u e d u i n f o 1 9 7a s s e s s m e n t h t m 。 申林、刘建洲：人机对话测评的理论、方法及其问题，学术论坛，2 0 0 3 年第2 期。 董士海、王衡著；人机交互北京大学出版社，2 0 0 4 年6 月版，第1 页 6 示屏幕上的符号或图形等。 人机实现交互必须具备三个要素：交互设备( 图形、图像输入输出设备，声音、 姿势、触觉设备，三维交互设备等) 、交互软件( 和交互设备一起实现人机通信， 分为系统软件和应用软件) 、人的因素( 具有不同特征的用户操作模型) 。三个因素 只有在科学性、匹配性、自适应性等原则指导和技术规范下，才能有效地实现人和 计算机的交互。 人机交互理论同时认为，人机有效交互的重要特点是人的参与性与主动性，即 人是交互过程中的参与者，具有接受、判断、决策、操作的权利，是主动地，而不 是被动地接受信息因此，进行软件开发和设备选择时首先需要考虑的是人的要素。 不同的人有各自不同的特征，决定了不同的使用需求，比如大学生可以看懂外文、 小学生则喜欢看图画、老人希望字体大些、领导干部希望得到简明扼耍的报告或报 表，在分析这些规律的基础之上，人机交互理论提出人机交互系统要“尽量给用户 以友好、方便的接口”，也提出若干可行建议，如用户界面的标准化、人机对话 的独立性、多通道用户界面问题等等人机交互考试作为人机交互活动的一种，有 着人机交互的一般特点其设计必须借助人机交互相关理论的指导 ( 二) 人机交互考试的特性与历史发展 探明人机交互考试的内涵、特性和发展演变轨迹，有利于认识其运行规律及设 计的原则和策略。 从考试系统运行角度来看，由考试内容、考试工具、考试方法、考试信息等构 成的考试中介，是构成考试系统的三大实体性要素之一，为任何完整意义的考试活 动不可或缺，它对考试主体和考试客体的活动效率，以及考试本身的效度，有着直 接强化和削弱的影响。在现实考试活动中，书面文字材料、实验器皿、口头语言等 都可以作为考试中介，当中介物为计算机软硬件系统时，就称该类考试为人机考试 或人机交互考试。 对于“人一机”中介系统支撑的考试活动，现实存在许多类似的称法，如人机 对话考试、计算机化考试、无纸化考试、网络化考试、人机交互考试等，这些旨在 从不同的视角来探讨现代计算机技术、网络技术、人工智能技术在考试中的应用， 从本质上讲应属于同一范畴。 综上所述t 人机交互考试，是一种在计算机软硬件建构的虚拟情境下，通过对 董士海、王衡著：人机交互，北京大学出版社，2 0 0 4 年6 月版，第2 7 页。 7 人与计算机呈现内容的双向交互结果的跟踪、记录、整理、分析，鉴别、评价个体 素质水平差异的活动。 i 人机交互考试的特性 相对于其他考试，人机交互考试有如下特性： 其一，生动性在人机交互考试环境下，由于多媒体技术的超线性，考生面对 的“试卷”由死气沉沉的纸张，变成了丰富多样的电子信息，不但有静态的文字， 还有录音片段、影视片段，这些可以在多种感觉器官上给考生以刺激。最大程度的 吸引考生投入所设情境，发挥出自身潜能，这样一“入”一“出”，是考试功能最 大发挥的主体维系之所在另一方面，在虚拟现实人机交互考试阶段，考生常被置 于一个类似于现实生活的场景中，必须采取生活方式进行解决，而不再是“纸上谈 兵”据悉，我国空军招收飞行员测试中，要求每个考生在一个虚拟的飞行环境中 进行5 一1 5 分钟的实际操作，在这个考试情境中，考生“眼睛看到的是蓝天白云， 耳朵听到的机器引擎声，时而还会出现颠簸、急转弯等紧急情况，仿佛置身于真实 的飞行环境中”o ，可以说，这种真实生动的考试，可以更好的检验考生在身心方 面与飞行员这一职业的匹配程度，更大程度的提高了考试的效度。 其二，交互性传统的纸笔测验条件下，每个考生面对的是一张张卷纸，考生 在考场上，似乎只有回答试卷提出问题的权利，而不能和试卷进行“公平对话”， 因此，考生和纸笔测验情境的交互过程实质上是一种单向“倾诉”过程，考生的主 动性也是建立在被迫接受的基础上。严格意义上讲，交互性应是一种互动性( 相互、 主动、交流) ，即考生和测验情境之间的一种主动的、相互的交流。理论分析和实 践经验都已证明，“当项目难度跟被试水平相适应，彼此相当时，测验项目所能提 供的信息量最大，被试接受测试的积极性极高，测验分数的效度也就最好”o ，个 人的潜能越能得以发挥。人机交互考试的特点之一就是为这种主动的交互提供了最 大的可能性，一方面，考生接触到的是生动的测验项目，不再是死气沉沉的纸张， 考生内心的好奇心与求知欲被充分调动，另一方面，人机交互考试体现的是因材施 测，考生可以根据自己能力水平向计算机提出选择，面对得到的试题，“少了因极 难产生的恐惧，也少了因极易产生的粗心，多的是得心应手” ，个人的素质水平 得到更完整地体现。 其三，易控性。“考试是一项系统工程，也是一个有规律的运动过程。它从设 部晓华：蓝天之梦，“榕树下”网络社区。 漆书青、戴海崎、丁树电编著：现代教育与心理测量学原理，江西教育出版社出版1 9 9 8 年1 2 月版 第3 3 5 页 佚名：计算机自适应测验的诞生与发展，s o h u 网教育频道，h t l p ：l e a m i n g s o h u t o m 。 8 计、实施、直至考试结果的分析处理，犹如一条多环节的连续链条，各环节相互独 立又密切关联、互为依存又相互制约，从而形成一个有序的流程。”在这种流程下， 一方面，考试具有易控的特性，另一方面，进行严密控制又是实现考试目的的客观 需要。基于现代信息技术的人机交互考试所具备前述各项特点，为可控性奠定了技 术基础。人机交互考试的易控性特点简单归纳有如下几个方面：第一，考务管理的 控制。现今大型考试的组织报名、考场设置、试题管理、试卷制作、题本输出、收 发试卷、成绩评阅、数据分析、报表打印等，都可以在人机交互考试系统中完成。 第二，考试现场的控制。一般来说，人机交互考试现场都会有全方位的视频监控系 统，计算机本身也可以记录考生的作答轨迹，甚至心理变化，使得主考获得考生真 实作答信息，进行考场的有效控制第三，考生对测验项目的控制在人机交互考 试系统中，考生可以选择测验内容的呈现方式与顺序，尤其是自适应人机交互考试。 更悬实现了考生根据自身素质水准选择测验项目，这些都使得考生在考试中有较大 的自主权。利于个人水平的发挥第四，对考试信息资源的控制。“考试信息是考 试活动过程中产生的或被使用的信息集合”，它能帮助我们“预测考试活动的未来 发展，制定控制过程的决策方案”。传统的考试方式下，不同的考试信息整合存 在着一定的难度，尤其是实现考试信息管理的准确性、及时性、全面性、便捷性等 方面，更是望尘莫及。在人机交互考试中，所有的信息都由中央系统控制器统一调 配。这无疑有利于实现上述目的 其四，经济性。相对纸笔考试和直接面试的施测方法，人机交互考试具有强大 的数据处理和情景模拟能力，能够模拟现实中的诸多测评方法，使测评能够随时随 地大规模进行，而且可以灵活的重复使用，这种“规模效应”带来的是测评经济成 本的节约和机会成本的降低。据成都日报报道，由四川省委组织部和四川经营管理 人才中心联合开发设计的“四川省公开选拔领导干部测试评价系统”题库试题数量 达2 万道，可根据各层级党政领导干部的素质要求由计算机自动生成试卷，人机对 话答题，电脑自动评分。“过去，四川省公选一名副厅级干部的平均成本是3 万余元，采用该系统后，公选的总成本最低可降低至1 万元。” 另一方面，由 于纸张容易霉烂、变质、虫蛀，因此纸制试卷不仅占用空间大，而且不易长期保存， 结果导致考试信息的无谓浪费。在人机交互考试中，几乎所有的考生作答结果，都 以电子文件的方式保存，数据存储页也由大容量的存储器完成，这些有价值的信息 不但占用空间小，而且可以长期保存，不易变质，大大减少了考试资料的存储成本 廖平胜著：考试学，华中师范大学出版社1 9 8 8 年版，第3 5 页 粱其健、葛为民等著：考试管理的理论与技术，华中师范大学出版社，2 0 0 2 年6 月版第2 8 8 2 9 0 页。 丛峰、刘海：四川省通过人机对话畏i 试公选干部成都日报2 0 0 2 年1 月1 5 日。 9 和无形浪费。 其五，可靠性人机交互考试的可靠性很大程度上来自于人机交互作用的沉浸 性，根据考生的反应不断学习和选择不同的模拟情境，有针对的施加测试项目。仿 真、实时、主动型的计算机多维动态图像，动感、逼真的声音刺激，使得测试成为 动态的交互，给予考生仿佛现实一样的作用；考试能够实现自助，实时监控，适应 现代开放教育和培训的要求，考生可以自行选择时间进行自我训练，消除了对考生 的精神负担：人机交互考试可以提炼最便捷的测评项目，最大限度地涵盖测评要素， 特别是仿真模拟装置可以将复杂的测评要素、项目经过科学归纳，使之便于操作， 实现了考试设计的复杂性和考试结果的简洁性的统一；人机交互考试的量表、测试 项目大都建立在庞大的题库之上。测评的数据具有层级的保密性，计算机防火墙软 件可以有效地屏蔽考生和外界不符合要求的交流；另外，一些人机交互考试在其中 加入了测谎的内容，可以随时监测考试的信度；考试结果的处理基本由计算机自动 完成，或在计算机实时记录下由人完成，减少了人为因素的干扰，提高了结果的真 实性 人机交互考试所获得的众多数据，以电子信息方式存储，为以后考试的不断 完善打下基础，保持了考试的连续性，以上这些都有效地保证人机交互考试过程的 科学性和结果的可靠性。 2 人机交互考试的历史发展 人机交互考试从正式使用至今，若根据主体支撑技术和呈现界面的异同，大体 历经了三个发展阶段： 第一阶段，命令语言阶段。该阶段的人机交互考试也称计算机化的纸笔考试， 实际上是将纸笔考试的成品( 试卷) 完全照搬到计算机中，计算机的显示器替代了 原来的纸质试卷。这一阶段的考试，题目形式完全是纸质试卷上题目的电子再现。 在考试的实旌中，每个考生面对的仍是同一张试卷，或者是经事先设计好的不同内 容的试卷( 该类试卷在统计基础和区分度、难度等指标上，仍是一致的) 。考试过 程中，考生必须在规定的时间内完成规定数量的题目，考试结束后计算机会自动保 存结果，关闭考试系统，结果也会以统一格式存在存储器中，由机器或专人批改， 我国大部分计算机等级考试目前仍然采用这种方式。从技术应用角度来看，此阶段 的人机交互考试缺乏先进的测量理论和计算机技术的支撑，项目基本都是以机器命 令或文本语言形式呈现，对考生相关素质水平的测评。不具备全面性和系统性，效 度有待于迸一步提高。但从实施角度看，设计、开发难度不大，成本不高：由于系 统权限的机器管理，考试的安全性得到较大的保障：试卷收发、考试计时、结果评 判、统计分析、资料汇总都可以由计算机完成，服务能力和考试效率大大提高。从 1 0 考试历史发展和现实实践来看，大大提升了考试服务范围。 第二阶段，自适应阶段该阶段的人机交互考试逐步将多媒体技术、网络技术、 心理测量学和日益发展的认知心理科学结合起来，在题目呈现形式上不再是静态的 计算机化素材，而是采用多媒体技术，将音频、视频、图像、动画等融入试卷设计， 使得试题直观、生动地表达出来，这种非线性的媒体结构，可以考查学生的“综合 知识水平和综合思维能力，而不只局限在纸笔考试中对线性思维的考查”。在试 题的分布上，由于采用了i r t ( 项目反应理论) 支撑，打破了传统考试“一刀切” 的模式，计算机应用一定算法从题库中选取试题，对考生施澜，然后系统对考生作 答情况立即做出评判，对考生的能力评估进行修正，根据修正结果，再选择下一个 更符合考生能力水平的题目发送给考生，通过这样针对性的挑选施涌项目，实现“因 人而测气在考试管理上此阶段的人机交互考试从系统性入手。将选题、组卷、 评分、统计纳入一个系统，比如，用户一旦选定了考试的类型、结构、任务参数， 计算机软件会自动按照相应模板开始考试，考试完毕后可以自动评分、生成结果、 打印成册。实践证明，这一阶段的人机交互考试同前一阶段和传统方式相比，具有 测验灵活、精度较高、针对性强、因人而异、报告及时的优点，已经成为考试界研 究和开发的热点之一，但由于对考生能力测试基于“试探性检查”和“精确估算” 的反复交迭，必须有大型题库作支持，无疑增大了设计和运行的成本。 第三阶段，虚拟现实阶段随着考试实践的不断发展，。回归现实”成为考试 改革的一个取向，这无疑为人机交互考试提供发展契机。计算机对人类生活一个很 重要的影响就是虚拟现实( v i r t u a lr e a l i t y ) ，它是“一种通过电子计算机、传感 器、控制技术等建立起来的可视、