（教育技术学专业论文）学生成绩分类诊断系统的设计和研究.pdf

_器l m a s t e r st h e s i s ，2 0 10 in s t i t u t i o nc o d e ：10 2 6 9 s t u d e n ti d ：5 10 7 0 10 4 0 2 4 e a s tc h in an o r m a u n i v e r s i t y d e s i g na n dr e s e a r c ho fs t u d e n t s ， p e r f o r m a n c ec l a s s i f i c a t i o nd i a g n o s i s s y s t e m d e p a r t m e n t ： e d u c a t i o n a 【in f o r m a t i o na n dt e c h n o t o r y p e c l a l l z a t l o n ： e d u c a t i o n a lt e c h n o o q y 。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ l _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - _ _ _ _ _ _ 一 o r i e n t a t i o n ：w e b - b a s e de d u c a t i o na n da p p l i c a t i o n s u p e r v i s o r 墨墨q 垦i 垒童皇 q ! 金墨q 坠缱i j i 金鱼b 金d s t u d e n t ：zh i w e ix u a p r i l ，2 0 1 0 绷一学位一创情明删 本人呈交的学位论文 理解性学习论，是在华东师范大学攻读 勾选) 学位期间，在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过 的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说 明并表示谢意。 作者签名： 日期：砰年厂月刁日 性学习论系本人在华东师范大学攻读学位期间在导师指导下完成的 ( 请勾选) 学位论文，本论文的研究成果归华东师范大学所有。本人 范大学根据相关规定保留和使用此学位论文，并向主管部门和相关机 构如国家图书馆、中信所和“知网 送交学位论文的印刷版和电子版；允许学位 论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、借阅；同意学校将学位论文加入 全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇 编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) ( ) 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部 或“涉密刀学位论文， 于 年 月 日解密，解密后适用上述授权。 ( 2 不保密，适用上述授权。 导师签名 硼 ( ：j硼 v | 本人签名当金垄兰垒 如产年厂月1 1 日 。“涉密”学位论文应是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定 过的学位论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密一审批表方 为有效) ，未经上述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认 为公开学位论文，均适用上述授权) 。 一1 筮查笠 硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 陈向东副教授华东师范大学主席 章伟民副教授华东师范大学 王海燕副教授宁波大学 摘要 在现代教学中，考试作为一种评价方法应用十分普及，学校一般以学生考试 成绩的高低来评判学生一段时间学习掌握的情况，事实上成绩的高低的确可以一 定程度上反映学生的学习情况，但并不能完全反映学生的学习掌握情况以及能力 的高低。由于考试具备天然的教学诊断功能，潜藏在学生试卷测量结果中有很多 潜在的信息，因此试卷的价值还待于更加深入的挖掘。 经典的教育统计和评价理论可以帮助我们了解学校的教学状况和学生的学 习状况，在后续的研究过程中的确有很大的借鉴和指导作用，但我们研究发现它 在一定程度上对学习成绩的评价还是很粗糙，难以真实地反映学生学习的真实状 况，无法引领学生进一步开展学习。事实上，两位学生考试得到相同的总分值并 不代表其具有相同的知识结构与能力，以总分作为评价指标提供的信息极为有 限。笔者甚至认为当前学校受到人们质疑的应试教育、题海战术，学生没完没了 的学业负担，究其根源与教学评价简单、粗糙，只求表象不究其根本有关。 本论文通过对当前学校教育中的各种考试成绩统计与分析方法进行研究，提 出了通过试卷成绩精细化的分析及重新表征的方法，揭示学生学习中的优势与劣 势；提出了通过对学生成绩的诊断，使成绩评价真正为学生服务、并引领学习进 步的想法。基于上述的观点，笔者开发了学生成绩诊断系统，对学生的考试成绩 进行精细化分析，并希望通过该系统的使用，可以挖掘出成绩背后更多的潜在教 育价值，并以一种诊断处方的形式给学生、教师、学校教务管理者提供更多的有 价值的信息，以便于改进教学、促进学习，正确发挥考试的检测、诊断和指导教 学及促进学生发展的作用。 关键字：教育评价，能力分类，诊断，能力导向 a b s t r a c t a sae v a l u a t i o nm e t h o d , e x a m i n a t i o ni s w i d e l ya p p l i c a t e di n t h ep r o c e s so f t e a c h i n g t e a c h e r sa l w a y sj u d g es t u d e n t s s t u d yp e r f o r m a n c ea c c o r d i n gt oe x a m s c o r e s a c t u a l l y , t os o m ee x t e n t ，t h el e v e lo fs c o r e si n d e e dc a l lr e f l e c tt h ea m o u n to f k n o w l e d g et h e ya q u i r ei nt h es c h o o l , b u ti t 啪tf u l l yr e f l e c ts t u d e n t s a b i l i t i e s a sa n a t u a ld i a g n o s t i c st o o l ，e x a m i n a t i o nc o n t a i n sm o r ep o t e n t i a li n f o r m a t i o nw h i c hi s w o r t h yt of u r t h e rr e s e a r c h t h ec l a s s i c a le d u c a t i o ns t a t i s t i c sa n de v a l u a t i o nt h e o r i e sc a nh e l pu su n d e r s t a n d t h ec o n d i t i o n so ft e a c h i n ga n dl e a r n i n g h o w e v e r , i ti ss or o u g ht oe v a l u a t es t u d e n t s s t u d yp e r f o r m a n c et h a tt h ea p p l i c a t i o no ft h et h e o r i e sp r o v i d e sl i m i t e de f f e c ti n t e a c h i n ga n dl e a r n i n g i nf a c t ，t h es a m es c o r e sm a yn o ti m p l yt h es a m ek n o w l e d g e s t r u c t u r e sa n da b i l i t i e s t h i si n f o r m a t i o np r o v i d e db yt h ep a p e rs c o r ei s e x t r e m e l y l i m i t e d t h ea u t h o re v e nt h i n kt l l a tt h ec u r r e n ts c h o o le x a m - o r i e n t e de d u c a t i o n ，t h e s t r a t e g yo fal o to fh o m e w o r k , e n d l e s ss t u d yb u r d e no ns t u d e n t sa r er e l e v a n tt ot h i s s i m p l er o u g he v a l u a t i o ne s s e n t i a l l y i nt h i st h e s i s ，t h ea u t h o rp u tf o r w a r ds t u d e n t s p e r f o r m a n c ed i a g n o s i st h o u g h d e t a i l e de v a l u a t i o na n dr e p r e s e n t a t i o n , w h i c hc a nr e v e a l s s t u d e n t s t r e n g t h sa n d w e a k n e s s e s t h ea u t h o rt h i n kt h a te v a l u a t i o nm u s ts e i n ef o rs t u d e n t s l e a r n i n ga n d f u r t h e rp r o g r e s s n e s s b a s e do nt h ea b o v ev i e w p o i n t s ，t h ea u t h o rd e s i g na n dd e v e l o pa s t u d e n t s p e r f o r m a c ed i a g n o s t i cs y s t e m ，t h r o u g hw h i c he x a m i n a t i o n s c o r e s 锄c a n a l y s e d i nd e t a i li no r d e rt o d i gu p m o r ee d u c a t i o n a lv a l u ei t p r o v i d e s s t u d e n t s ，t e a c h e r sa n ds c h o o la d m i n i s t r a t o r sd i f f e r e n tu s e f u li n f o r m a t i o ni nt h ef o r mo f p r e s c r i p t i o n ，w h i c hc a ni m p r o v et e a c h i n ga n dl e a r n i n g i nt h i sw a y , e x a m i n a t i o nc o u l d t o t a l l yp l a yi t sr o l ei nd e t e c t i o n ，d i a g n o s i s ，t e a c h i n ga n dl e a r n i n g k e y w o r d s ：e d u c a t i o ne v a l u a t i o n ，a b i l i t yc l a s s i f i c a t i o n ，d i a g n o s t i c ，a b i l i t y - o r i e n t e d 目录 第1 章引言1 1 1 问题提出及研究背景1 1 2 国内外研究现状3 1 3 研究目的和任务4 1 4 研究的意义5 1 5 研究的创新之处6 1 6 研究思路与方法7 1 7 论文各章概述7 第2 章研究的理论基础8 2 1 认知诊断理论8 2 2 项目反应理论1 1 2 3 档案袋评价理论1 3 2 4 布鲁姆教学目标分类方法与加涅学习结果分类1 4 2 5 经典试卷设计、试卷分析理论1 6 第3 章学生成绩诊断系统的设计概述1 8 3 1 现有成绩统计、分析方法的缺陷1 8 3 2 成绩分类诊断方法的提出2 3 3 3 以能力为导向的课程目标设置、试卷设计2 7 3 4 成绩诊断报告2 9 3 5 成绩分类诊断的优势3 7 第4 章成绩分类诊断系统的设计3 8 4 1 系统的功能介绍3 8 4 2 数据库设计3 9 4 3 部分功能的实现4 1 4 4 本系统在中学数学测验中的应用与分析“ 第5 章结语与展望6 4 5 1 研究回顾“ 5 2 研究的不足之处与展望6 5 参考文献6 7 j l l ：谢6 9 图目录 图3 1 三种评价方法2 5 图3 - 2 以能力为目标的评价方法流程2 8 图3 - 3 理想的学生成绩诊断报告3 4 图3 _ 4 理想的班级成绩诊断报告3 6 图4 1 数据库各表之间的结构4 0 图化功能框架图4 1 图伯教师登录界面4 5 图“教师管理页面4 5 图钙新建试卷页面4 6 图拍试卷信息页面4 6 图4 | 7 试卷信息输入成功页面4 7 图们学生成绩录入列表4 7 图4 9 成绩录入界面4 8 图4 - 1 0 成绩查询列表4 8 图4 ：- 1 1 于洋的成绩诊断报告：5 0 图4 - 1 2 能力等级的界定5 2 图4 - 1 3 以能力归属总分界定的缺陷5 2 图4 1 4 修改能力划分范围的页面5 3 图4 1 5 成文博的成绩诊断报告5 5 图4 - 1 6 王雪霞的成绩诊断报告5 6 图4 - 1 7 于洋的成绩诊断报告5 9 图4 - 1 8 张明远的成绩诊断报告 图4 - 1 9 班级的诊断报告6 2 表目录 表3 1 某次测试三名学生的成绩详细列表1 9 表3 - 2 三名学生能力成绩统计情况表2 0 表4 1 学生信息表s t u d e n t 字段说明3 9 表4 2 课程信息表c o u r s e 字段说明3 9 表4 3 学生课程表s t u d e n t c o u r s e 字段说明3 9 表4 - 4 课程类别表c o u r s e c a t e 叠o r y 字段说明3 9 表4 5 类别表c a t e g o r y 字段说明3 9 表4 - 6 建议表s u g g e s t i o n 字段说明3 9 表4 - 7 测试表t e s t 字段说明加 表4 8 分数表s c o r e 字段说明4 0 表4 - 9 临时表s c o r e s t u t e m p 字段说明4 2 表4 - 1 0 临时表s c o r e c t a s s t e m p 字段说明4 2 表4 - 11能力等级对应的建议用语表5 2 表4 - 1 2 多次考试的结果对应的建议用语表5 3 表4 - 13 于洋一次考试成绩情况5 4 表4 1 4 于洋多次考试的成绩_ 5 4 表4 - 15 总分相同两学生能力得分比较表5 7 表4 1 6 总分相同的两学生诊断报告比较表5 7 v 学生成绩分类诊断系统的设计和研究第1 章引言 第1 章引言 教育评价是教育活动的一个重要组成部分，它是以教育目标为依据，运用有 效的技术和手段，对教育活动的过程和结果进行测定、分析、比较，并给以价值 判断的过程。教育评价工作越来越受到世界各国教育机构的重视，教育评价工作 开展的好坏已经成为一个衡量教育机构的重要标志。 1 1问题提出及研究背景 目前考试作为评价学生学习情况的重要手段，试卷及成绩分析方法成为了人 们研究的主要对象，试卷中不仅包含了被试学生的学习状况，还反映了学生学习 能力、教学成效等诸多信息。试卷分析的结果为教师提供了良好的反馈信息，检 验出教师的教学情况，为改进教学提供依据。而且，通过对试卷进行分析还能够 检验试卷质量，为编制试卷积累经验，提高教师编制试卷的水平，为设计高质量 的试卷提供依据。 为检验教学情况，学校会设置各种测试，如期中测试、期末考试、以及各个 分阶段的测试。各种测试的结果分数，被老师、学生、家长当成是学生这段 时间学习的情况的唯一参考标准。笔者认为这种评价只能了解学生在学习完成后 达到学习目标的程度，而不能完全说明学生掌握知识的全部情况，更无法表现出 学习过程中能力变化的情况。考试的分数也不完全代表知识掌握的程度，有时候 考试题目恰好是学生比较熟悉的题目或者试卷中包含了大量生疏的题目，那么分 数就显得更加没有说服力。 假设某学生参加某次课程考试，得分为8 0 分，我们一般可以做出这样的判 断：这是一个比较良好的成绩，在班级中处于中上水平。但若我们进一步追问： ( 1 ) 该生对知识的掌握哪些方面能力比较强、哪些方面比较弱? ( 2 ) 该分数是否真 实地表征了该学生的学习能力和学习状态? ( 3 ) 今后该学生应该如何努力? 对这 三个疑问笔者认为教师也难以作答。 事实上我们的学生和教师对分数的认识是粗糙的、模糊的，为此我们的教师 不得不采用题海战术，一是同仁地对待所有同学。而学生为取得一个较好的成绩 会一味地在题海中重复地练习，那样不仅浪费时间和精力，而且对学习成绩的提 高也没有帮助。笔者认为如果能“对症下药 ，找出学生在学习方面的欠缺，为 学生成绩分类诊断系统的设计和研究 第1 章引言 学生成绩的提高和能力的培养找出更有效的途径。 在经典的测试理论指导下，学校主要依据学生考试的成绩高低或者通过一些 简单的计算后得到的数据，如平均分，来区分好学生与差学生，好班级与差班级。 但好学生与差学生、好班级与差班级究竟存在怎样的本质差异，学生的缺陷究竟 在哪里，却没有细究。 学校漠视测量结果量化指标的客观含义，忽视了教育考试本身的丰富内涵和 教学诊断功能，盲目地设置众多考试，却没有充分挖掘每一次考试的真实价值， 忽略了从试卷本身出发探究学生的不足和差异、追寻问题的症结，很大程度上浪 费的试卷的价值。现代学校通过众多的考试来督促学生的学习，也就是使用了量 化的考试手段，却又不充分运用考试得来的数据去分析形成考试成绩的内在原 因。很多人以为，卷面成绩就代表了以量化方式来测度学生学业及其心理特质的 教育测量的全部意义，只追求考试总分，模糊了考试量化结果的真实含义，使得 考试在很大程度上演变为一种本末倒置的教育行为。 教育评价中有许多关于成绩的分析方法和指标，但综观这些指标，笔者发现 主要是为教师服务的，学生作为学习的主体却无法获得对自己学习状况客观的评 价。仍以上述某学生的课程考试得了8 0 分为例，学生从试卷中得到的信息是成 绩总分、试题正误情况、班级排名等，而学生最希望了解的自己问题症结、失误 的成因，这些却无法反映出来，更不能为今后学习提供有效的指导。而教师作为 教育者，以自己的教育眼光可以得到更多信息：全班同学的分数情况、班级与全 年级其他班级分数比较、学生知识点掌握情况、知识点的正确率高低状况等。从 这里可以看出，传统的经典教育测验理论和方法主要为教师服务，对学生的指导 意义不大。因此现行的教育测验方法粗糙、简单、形式化，学生从试卷中得到的 信息非常有限，试卷不能以学生为本，无法对学生的学习状况提供精确的评价并 引领学生今后的学习。 另外，当前学校出现的学业负担太重、题海战术等现象，究其原因也是因为 教师不清楚学生的真实能力和学习状况，以至于不得不无差别地对待，无法组织 有针对性的教学。若能够做到学生缺什么补什么，学生就不会盲目地把过多的精 力投入到题海的练习中去，那么学生的学业负担就可能会大大减轻。 现行的试卷分析主要存在两种倾向：其一，教师依赖自身的经验，对试卷的 分析主要关注卷面成绩，并不细究学生存在的问题；其二，精确统计分析试卷中 每道题目的得分，力求了解学生对每道题目的掌握状况，促使教学更有针对性。 2 学生成绩分类诊断系统的设计和研究第1 章引言 上述两种方法主要还是从整体上去观察、分析学生的学习状况，而不是从学生个 体出发去分析问题，为学生提供有效的指导。 本课题关注学生个体能力诊断与评价这一主题，提出了以能力为目标的试卷 评价方法，并以此为依据创建了学生成绩能力诊断评价系统。 现在自动阅卷、网上阅卷被广泛应用，教育技术的不断普及使得试卷分析也 变得相对容易，这也为教学评价精细化、全面化提供了必要条件。为做到真正的 以学生为本，教育测验方法的改革也势在必行。 1 2 国内外研究现状 世界上许多国家都十分重视开展教育测量与评价研究，而且取得了大量的成 果。在开展教育评价的国际交流与协作过程中，最有影响的是“国际教育评估协 会”( i n t e r n a t i o n a la s s o c i a t i o nf o re d u c a t i o n a la s s e s s m e n t ，简称i a e a ) 和“国际 教育成就评价协会 ( i n t e r n a t i o n a la s s o c i a t i o nf o rt h ee v a l u a t i o no fe d u c a t i o n a l a c h i e v e m e n t ，简称i e a ) 。i a e a 的宗旨是帮助世界各地的教育机构通过发展和 应用评价技术来提高教育质量和促进教育机会均等。 2 0 世纪4 0 年代到6 0 年代期间，教育评价理论基本上是先以泰勒的“目标 中心模式 、后以布卢姆的“目标分类模式 为核心。这一时期教育评价是典型 的“目标取向 ，关注教育目标及其描述，在评价课程与学生行为变化时，重点 在于衡量教育结果和教育目标之间的一致性，也开始着重对教育目标和学习结果 进行“质的分析。教育目标分类的研究成果，一方面使课程标准建立、课程编 制和课程评价之间有了一个相互联系的、操作性强的、共同参照( 行为目标) 分 类框架。另一方面，它使课程“教、学及考试评价 三者之间能够相互促进、相 互联系、相互整合，促进了教育测量学科和教育评价学科的发展与整合。1 美国教育考试服务中心( e t s ) 于2 0 0 9 年发布首款个人素质评估工具e t s 个 人潜力指数( e t s p p i ) 。今后，申请赴研究生院和商学院继续深造的学生将可 以使用该工具，获取对其个人能力素质更为全面的评估报告。e t s 个人潜力指数 是一套基于网络开发的邀请评估人员对申请人特定个人素质进行评估的系统，这 些特定素质均被来自研究生院和商学院的院长与教师们公认为对于申请人是否 能够成功完成研究生学业深造至关重要。e t s 高等教育与学校测评部副总裁兼首 席运营官d a v i dg p a y n e 博士表示：“研究显示，在标准化测试中存在的成绩差 1 黄光扬教育测量与评价第1 版上海：华东师范人学i i i 版社，2 0 0 2 2 0 2 3 3 学生成绩分类诊断系统的设计和研究第1 章引言 距问题不会在非认知测试中出现，这就是为什么人们相信e t s 个人潜力指数能 够帮助不同学生在同一条起跑线上公平竞争获取研究生教育和诸如m b a 等专业 深造的机会。 2 由于基础教育在我国的整个教育结构和提高国民素质中具有特殊的作用，因 此，基础教育课程及其考试评价改革尤为紧迫。我国教育部颁布的基础教育课 程改革纲要( 试行) 中提出了课程改革的总目标和具体目标，其具体目标用“六 个改变 加以表述，其中第五个“改变”指的是要“改变课程评价过分强调甄别 和选拔的功能，发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能 。基 础教育课程改革纲要( 试行) 要求，要“建立促进学生全面发展的评价体系。 评价不仅要关注学生的学业成绩，而且要发现和发展学生多方面的潜能，了解学 生发展的需求，帮助学生认识自我，建立自信。发挥评价的教育功能，促进学生 原有水平上的发展，建立促进教师不断提高的评价体系，强调教师对自己教学行 为的分析与反思 ，还提出“考试内容要重视考察学生分析问题、解决问题的能 力 ；“教师应对每位学生的考试情况做出具体的分析指导”等一系列要求。总之， 教育改革呼唤教育测量与评价更加科学化地发展。3 随着认知心理学和人工智能研究的发展，心理学家开始关注个体信息加工系 统的内部过程，教育领域也受到很大的影响。教育者们对教育测验产生新的期望， 测验已被视作教学过程中一个不可或缺的部分，已不再局限于对学生未来成功与 否的预测，而更主要的是用于诊断学生目前的学习状态，并更有效地指导学生争 取更大的进步。目前人们更关心的是学生已经发展的能力以及已获取的知识，也 更关心教与学中存在的问题。4 随着信息技术的发展，计算机在试卷分析中扮演了重要角色，开发了许多软 件，主要还是依据传统的经典测验理论，对学生成绩进行统计分析，但在为学生 学习诊断、跟踪、评价上未有创新。 1 3 研究目的和任务 本论文首先通过对当前中小学生学业考试方式观察，研究如何通过精细化的 分析及重新表征，不仅为教师教学服务，更重要地以学生为本，为学生发展服务。 也就是说如何尽可能全面挖掘每一次考试其涵盖的更多信息，揭示其丰富的内 2 h t t p ：w w w e x a m 8 c o m l e n g t i s h l g r e i b a o m i n 9 1 2 0 0 9 0 7 1 2 7 3 1 8 7 h t m t 3 教育部印发：皋础教育课程改革纲要( 试行) ；教基 2 0 0 1 1 1 7 号 4 黄光扬教育测量j 评价第1 版上海：华东帅范大学“j 版社，2 0 0 2 3 4 2 4 学生成绩分类诊断系统的设计和研究第1 章引言 涵，这是研究的主要任务之一。 其次，如何通过考试成绩分析，有效地表征学生的能力状况，使学生比较清 晰地了解自己的薄弱环节和能力优势，做到有的放矢地学习：同时为教师提供学 生需求的分析，使得教师在教学指导上可以做到有重点、更有针对性，避免盲目 性。 再次，如何规划设计一个学生成绩诊断系统，笔者认为学生每一次考试，就 好比在医院做一次体检，笔者设想是否可以仿造医院为病人编制病历卡的方式为 学生提供学习诊断报告。 上述三项是本文研究的主要任务与目的。 本论文希望通过一个系统的设计，进一步发挥考试的教育评价功能，找回考 试原本就是量化测试的存在基础，收集和整理考试中每一个测试项目的原始数 据，并通过科学的统计分析发现隐藏在考试数量关系中的教育价值，正确发挥考 试的检测、诊断和指导教学及促进学生发展的作用。 试卷测试后的分数并不仅仅代表学生知识点的掌握，而且经过分析后发现它 能够表征学生自身能力强弱，使学生日后的练习更具有针对性。这种评价不是短 暂性的，而是可持续性的，学生可以在每次测试后通过该系统分析，建立档案， 看到自身薄弱环节，进而改进。经过持续一段时间的跟踪分析，系统会给出一份 综合性诊断报告。该诊断报告从数据的分析统计窥探出学生的一些显现在试题上 的能力高低情况，以图示方式的直观展现，人性化的语言建议，给学生、教师乃 至学校提供一份多维度、有价值的分析报告。 本篇论文首先通过对一些理论的阐述与分析说明本项研究的可行性，进而再 将该系统运用到实际教学过程中，希望能对学科教学的教学评价提供更实用、更 高效展示学生成绩的工具，为教学评价提供一条新的思路。 1 4 研究的意义 当前，学校对考试的分析徘徊在一个较低水平的状态，学生成绩与知识结构 不对等，成绩与能力不对等的现象是一直存在的。如何客观地评价学生的学习成 为更为急切要解决的问题。仅仅以成绩来决定学生的学业水平、能力高低，这样 的评价方式不仅对学生来说不公平，不利于学生的提高，而且对教师教学的改进 也没有太大帮助。 对试卷成绩的统计不仅仅局限于最高分、最低分、平均分等这些数据的分析， 5 学生成绩分类诊断系统的设计和研究第1 章引言 而应该更侧重于试卷题目对应的学生能力的统计分析，不仅可以做到学生之间的 横向比较，还能对学生的自身各能力进行纵向比较。只有通过精细、有效的试卷 分析才能让学生努力的方向更加明确，练习更加有的放矢。 只有对试卷分数作精细化分析，研究试卷中各个部分的分数组成，进而从学 生、老师、学校三个角度给出不同的诊断处方，以体现出学生诸如识记、计算、 理解、运用、综合等方面能力高低。 从单个学生角度来看，试卷分析可以看出学生哪些方面比较弱，并提供相应 的能力训练。长期来看，从学生能力的曲线走势进行分析，进而给出学生需着重 强化部分的有效建议。这种持续性的评价对学生学习的提高更加有帮助。 从教师角度来看，老师可以得到一份关于全班同学的诊断报告，而不仅仅是 简单地按照成绩总分来将学生分类，而是通过各项能力的比较看出目前教学的优 缺点、试题命题的能力、学生对所学知识掌握的情况。而且，通过对不同的学生 成绩比较，教师可以了解学生之间存在的差异以便于更好的因材施教。 从学校角度来看，教务管理人员可以得到全年级各个班级的诊断报告，通过 各班级的横向比较，看出各个班级学生的总体情况，全面掌握学校中教师的教学 效果、教风和学生的学风。而且对能力培养有严重倾向性的教师可以提出建议， 为改进教学及教学管理、提高教学质量提供强有力的信息保障。 从系统迁移性来看，该系统的使用不受学科的限制，对各科学习成绩分析都 有一定的示范作用，所以该系统还有一定的可迁移性。 1 5 研究的创新之处 本研究主要针对现在的试卷分析与评价存在的弊端，提出了以能力为目标的 评价方法，并设计了成绩分类诊断系统。本课题的创新之处如下： 1 现行的过于粗糙的总分评价和过于精细化的知识点评价存在弊端，本研究 提出以能力为教学目标的评价方式，更关注学生在测试中表现出来的能力。 2 成绩在评价中更多表现出来的是评判作用。“评价最重要的意图不是为了 证明，而是为了改进 。5 本研究更侧重于通过试卷的分析，引领学生的学习，改 进教师的教学。 3 本研究借鉴医院诊断报告的形式，不仅罗列出学生总分及正误情况，而且 在成绩分类诊断后，通过图示化方法直观地展现出学生的能力状况，并以“处方 5 语自：美国著名的评价学家斯塔费尔比姆( l d s t u f f l e b e a m ) 6 学生成绩分类诊断系统的设计和研究第1 章引言 的形式给学生提出针对性的建议。 1 6 研究思路与方法 本课题主要通过文献分析方法、案例研究和实证研究方法，对当前中小学学 生学业负担过重的现象进行了分析，认为教育评价方法存在不合理以及对每一次 考试学生成绩分析不够充分，以至于学生不清楚自己的薄弱之处，教师不清楚学 生的真实能力，无法组织有针对性的教学。 本课题研究的难点是如何为学生构建合理的能力模型，将考试成绩有效地映 射到这一模型上，真实地反映学生的能力倾向；其次如何为学生设计一个适宜的 学习成绩诊断表；再次，一旦给出了学生成绩诊断以后如何为学生学习开出学习 处方，引领学生的学习。本文的研究难点也是本课题的创新之处。 1 7 论文各章概述 第一章引言 本章主要介绍选题的背景、国内外研究现状，以及本研究的目标和任务、创 新之处、研究的思路和方法。 第二章研究的理论基础 本章主要通过认知诊断理论、项目反应理论、档案袋评价理论、教学目标分 类以及经典试卷评价和试卷分析的理论介绍，并着重分析这些理论对本研究的指 导作用。 第三章试题诊断系统的设计概述 本章通过一些具体实例的数据分析，发现现有评价方法存在的弊端，并在这 基础上提出“能力为评价目标 的想法，并建议在课程设计中也应该以能力培养 为教学目标。希望通过试卷诊断系统的设计，将能力为评价目标的评价方式整合 进试卷分析中，并以诊断报告的形式提供给学生和教师。 第四章试卷诊断系统的设计 本章主要介绍诊断系统的功能设计、数据库设计以及部分功能的关键代码。 第五章结语与展望 本章主要总结本研究的理论框架及系统实现，同时提出存在的一些问题及不 足之处，并展望后续研究的方向和研究内容。 7 学生成绩分类诊断系统的设计和研究 第2 章研究的理论基础 第2 章研究的理论基础 教育评价、考试理论与方法是教育学中一个重要领域，相关的研究与理论众 多。本章主要围绕项目反应理论、认知诊断理论、档案袋评价理论、教学目标分 类理论、试卷分析和设计理论，分别探讨了他们对本课题研究的启示。 2 1 认知诊断理论 2 1 1理论概述 对于测验技术的发展，国内外许多学者都提出了测量科学要与认知心理学相 结合的原则，他们认为以往的测量技术只注重作答结果，忽视了被试的认知加工 过程，因而无法提供有效信息对被试的认知过程进行评价和诊断。鉴于此，认知 诊断的思想孕育而生。 1 9 9 3 年，f r e d e r i k s e n n 等编了一本书，书名就叫新一代测验的测验理论( t e s t t h e o r yf o ran e wg e n e r a t i o no f t e s t s ) ，由此正式提出了新一代测验理论的概念。 新一代测验理论强调测验应同时在两种水平的研究视野下进行，在新一代测验理 论的框架中强调宏观和微观能力水平和认知水平的评估并举，将测验理解为一种 整理和解释个体所知道的和所能做的事实的技术，而不是局限于能力的特质水平 的概念。测验领域中，认知水平的研究是对能力水平的研究的深入和拓展，能力 水平研究的目的在于能力的定位，而认知水平研究的目的在于认知能力结构和性 状的诊断。n i c h o l s ( 1 9 9 5 ) 明确提出了认知诊断评价的概念。作为个新的研 究和应用领域，认知诊断理论在现代统计方法中引入认知心理模型，改变了以往 心理测量“重结果、轻过程”的弊端，能更深入地研究心理现象的本质、结构 和功能，以此为指导来编制测验，其测量模型可直接探索人的认知结构。6 认知诊断理论是从认知心理学的角度分析学生在题目作答过程中所采用的 知识与技能，并将其融入心理计量学模型之中，获得关于学生优势与不足的详细 诊断信息。 在认知诊断评估一书中对早期的模型进行了梳理，将诊断模型分成学生 6 陈瑾，徐建平，赵微认知诊断理论及j 在教育中的应用教育测量与评价，2 0 0 9 ( 2 ) 8 学生成绩分类诊断系统的设计和研究第2 章研究的理论基础 模型、概念网络模型和基于属性的心理计量模型三个类别。与将已有的诊断模型 分成四个广义的类别：潜在类别模型、连续的潜在特质模型、基于贝叶斯网络的 认知诊断模型、基于非参数人工智能的规则空间模型与规则空间模型的变式一一 属性等级模型。 认知诊断理论被视为新一代的心理与教育测验理论的核心，是认知心理学与 现代测量学相结合的产物。研究者对这一问题的回答就已不是给被试一个在项目 上作答能力的整体评估值，而是涉及了被试的作答过程和机制；此时的度量系统 已不是单维的，而是多维的；不是线性的，连续的，而是代表质的差异，离散性 的。总的来说，人们已不满足于在总的能力水平层面上进行的测验实践，而是想 深入到作答的认知加工过程，以揭示不同被试的认知加工特点。7 2 1 2 诊断结果的表示方法与意义 r s m 创造性地采用“学习之路 的方法报告模型的诊断结果。将分数由0 到 满分用数轴表示，在数轴的不同点上呈现其典型的属性掌握模式，学习之路最为 显著的特点是，这些属性掌握模式是按照偏序关系排列的。越接近0 分的属性掌 握模式中未掌握的属性越多，越接近满分的属性掌握模式中，已经掌握的属性越 多。这些通过偏序关系连接的属性掌握模式显示了学生学习时的各个子技能学习 过程，故称为学习之路。8 认知诊断是当代测验发展的新追求，有重大的意义。首先，认知诊断能实现 测验的最重要的功能：促进发展。现代认知心理学的测量观的基本观点是：运用认 知分析的方法描述心理活动的内在机制，据此设计各种形式的测验以探测被试心 理活动的机制与相应机制之间是否一致或存在缺陷，以便提出补救措施，促进发 展。认知诊断是实现测量与发展之间的循环促进作用的关键环节。其次，认知诊 断有利于提高测验的内容效度。目前，人们通常运用经典测验理论或项目反应理 论编制教育和心理测验，这二者是依据项目的统计特性来指导测验编制，对内在 的知识结构重视不够，难以对测验的内容效度进行分析。认知诊断依据认知心理 学的研究成果编制测验，测验的内容效度能得到保证。 在学业评价领域，研究人员运用测量理论与技术建立了一套规范化的学业评 价体系，并借助认知诊断理论充分挖掘考试信息，帮助教师改进教学，从而实现 7 刘声涛，戴海崎，周骏新一代测验理论) 认知诊断理论的源起与特征心理学探新，2 0 0 6 ，2 6 ( 4 ) 8 余娜，辛涛认知诊断理论的新进展考试研究2 0 0 9 ，5 ( 3 ) 9 学生成绩分类诊断系统的设计和研究第2 章研究的理论基础 教学与评价的结合。它一方面能帮助教师客观了解学生动态的认知历程与认知能 力变化；另一方面能促使评价者与被评价者产生有效的互动，从而实施个体化的 教学补救。辛涛( 2 0 0 6 ) 曾指出：“运用这个理论，我们能更深入地了解隐含在 考生总分背后其认知技能之间的差异，这为我们深入挖掘考试信息提供了一个有 力的工具。9 作为认知心理学和现代测量学有效结合的产物，认知诊断理论( c o g n i t i v e d i a g n o s i st h e o r y ) 已经成为当前国内外心理测量学研究的热点之一。广义的认 知诊断是指建立起观察分数和被试内部认知特征之间的关系。狭义的认知诊断则 是指在教育教学领域中，按是否掌握了测验所测的技能或特质来对被试加以分 类。认知诊断技术能为教育与决策提供丰富的信息，有利于有意义学习及因材施 教的实现。 2 1 3 认知诊断理论对本课题研究的启示 认知诊断理论从认知心理学的角度分析学生作答过程中所采用的知识与技 能，再将其融入心理计量学模型中，获得关于学生优势和不足的详细的诊断信息。 这种方式正是改变了以往测量中只注重结果，忽视了被试能力的现状，而且融合 了学习档案袋的评价方法，提出了采用“学习之路 的方法报告模型的诊断结果。 目的就是为了显示了学生在学习过程中各个子技能学习情况。 认知诊断理论在一定程度上是将认知心理学、测量学以及档案袋的相关理论 进行整合而提出来的套诊断理论，对现在的教学评价也有一定的借鉴作用。在 现有的教学评价中，总分定天下的模式存在着问题：如不能客观全面地评价学生 的学习情况，不能考察出