（电路与系统专业论文）基于PHP的学习信息处理系统的研究与实现[电路与系统专业优秀论文].pdf

摘要 远程教学一向被视为有效突破时空限制的教学通道。网络教学作为远程教学的 一种重要形式，正借助计算机和互联网技术在世晃范围全面展开。网络技术的高速 发展，使人类的信息资源实现了高度共享，并从根本上改变了人类进行信息交流的 方式。从大的方面来说，它对高等教育的管理模式、教学模式、财政投入模式等都 要带来巨大的影响；从小的方面来说，它可以解决传统课堂教学中存在的很多问题， 过去些不可能实现或很难实现的教学设计思想，现在可以实现了。展望网络教学 的影响，它将有力地促进学校运作、教与学模式的变革、教育资源的共享，以及终 身学习社会的形成。 在传统的课堂教学中，教师讲授一个知识点、一个单元后，往往进行课程练习、 测验并通过成绩的分析来了解学生的学习情况、教师的教学情况和教学目标、教学 方法的可行性情况。在学生的成绩中蕴含了很多教学过程以及学习过程方面的信 息，这些信息对于改进教学和学习有着重要的参考价值，如果能够及时挖掘出学习 成绩中蕴涵的深层次的信息，对于提高教学评价水平有实质性的帮助。目前，利用 计算机对教学信息的处理，大部分进行的是总结性评价，即计算最高分、最低分、 各个分数段的累计人数、平均分、标准差等，通过计算结果对试题难易程度和学生 学习情况进行基本分析；使用形成性评价的寥寥无几。然而，在网络教学中，进行 形成性评价对于实现教学目标和保证适当的教学进度、激励学生的学习动机和强化 自主学习的信心、顺利完成学业有着重要的意义。 鉴于此，本论文介绍了一种用于网络教学的学习信息处理系统的设计与实现。 该系统基于相关教育信息技术理论，实现了对网络学习过程中用于形成形成性评价 和形成总结性评价的信息采集与处理，并将处理结果反馈给网络教学系统进行相应 形成性或总结性评价，使网络教学系统在缺乏与学生面对面交流的环境中，依然能 够了解学生的学习状态以及对知识点的掌握情况，从而有效地控制教学过程。 系统的开发环境为：i j n u x + a p a c h e + p h p + m y s q l 。 关键词：网络教学；学习信息处理；形成性评价；m y s q l ；p h p 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s a b s t r a c t r e m o t ee d l i c a t i o nh a sa l w a y sb e e nr e g a r d e da sa ne f f e c t i v ea c c e s so nb r e a k i n gt h e l i i n i to ft i m e 蛆ds p a c e n e 咐o r kt e a c h i n g ，a sa ni m p o n a n tf o 衄o f r e i n o t ee d u c a t i o n ，h a s b e c nf i l l l yd e v e l o p e di i lw o r l d w i d e b yt h eh e l po ft h ef l l l l yd e v e l o p m e n to fn e m o r k t e c l l i l o l o gy ，i n f o m a t i o nr e s o u r c c sa r eb e c o m es h a r cd a yb yd a y ，卸di tf u n d 鼬e n t a l l y c h a l l g e dt h ew a yo fi n f o 衄a t i o ne x c h 趿g e o nt h eo n eh a l l d ，i tw o u l db 血gh u g c i n n u e n c eo nh i 曲e d u c a t i 衄m 卸a g e m e n tp a 壮e m ，e d u c a t i o np a n e m ，a n df i n a n c i a l i i i v e s t m e tp a t t e ma n ds 0o n ；0 nt h eo t h e rh 姐d ，i tm a ys o l v em a n yp m b l c m sa b o u t t e a c h i n gi d e a si nt h et r a d “i o nc l a s s 啪m ，w h i c ha r ci m p o s s m l er e a l i z eo rv e r yd i 肚c i l l tt o r e a l i z ei 1 1t h ep a s t ，趾dn o wm i g t l tr e a l i z e f o r e c a s 缸gn e 柳o r kt e a c h i n 舀i tw o u l d e 虢c t i v e l yp r o m o t et l l eo p e r a t i o no fs c h o o l s ，t h ec h 锄g eo ft e a c h j n ga n dl e 砌n gp a t t e m s ， m es h a r _ m go fe d u c a d 彻a jj e s o u r c c s ，a s w e 】ja sr e a l i z eo fa l i f e l o n g1 e 硼i gs o d e t y f ht r a d i t i o n a ld a s s r 0 咖t e a c l l i i l 岛t e s ti st h eo n l yw a yt ok o wt h ee f f b c to fs t u d e n t s l e a r n i i l g b u tt h et e s tr e s u l ta l w a y sc o n t a i n ss o m eu s e f l l l i n f o n n a t i o n ，w h i c hi sh e l p f i l lf o r t e a c h e r st o g r a s pt l l es t u d yc 虢c t s a i l di t sv a l u a b l et op o h s ht e a c h j n gs 仃a t c 百c s o 晰o u s l y ，i ft h i si 幽m a t i o nc o u l d b ee x t r a c t e d ，i tc a nb eb 血gm a t c i i a lc h a i l g c sf o r e d u c a t i o n u m i ln o 、 m o s t c o m p u t e rt e a c h i n g i n f o m a t i o n p r o c e s s e s a r c f i n a l l y a s s e s s m e n t ，w h i c hi sa l m o s tb a s e do nm a x ，m j i l ，锄da v e r a g en 哪b e r ，n o tt h ep r o c e s s a s s e s s m e n t ，w h i c hi sf o 饥so nt h eb a s i cl e a m i n gi n f o m a t i o n ，s u c ha st l l ed i 伍c i l l t ya n d t l l ed e g r c eo fs u i t a b i l i t yo ft e s t f 如mt h ep r a c t i c eo fs o m es c h o o l s ，p r o c e s sa s s e s s m c n t c o u l db em o r eu s e f i l lt o 丘伍s ht e a c h i i l gw o r ka 1 1 dp r o m o t es t u d c n t s i n t e r e s ta n d s e l f - c o n f i d e n c e a dm o s ti m p o r t a i l t ，i tc a nb eh e l p f i l lf o rs t u d ya 1 1 dp e f f o n l l a i l c c a n a l y s i s f o rt h i sp a n ，an e 俩o r kt e a c h i n gi i l f o 册a t i o np r o c e s ss y s t e mi si 咖d u c e di t h e p a p e r t h i s s y s t e mf i l l f i l l s a i l da c c o m p l i s h e st h ep r o c c s so f e x 仃a c t i n gt e a c h i n g i 耐b 皿a t i o nb a s e d0 np r o c e s sa s s e s s m e n t ，f i n a l l ya s s e s s m e n ta n ds o m eb a s i ce d u c a t i o n e v a l u a t i o nt h e o r i e s i tw o u l db eas w 主f ta s s i s t a i l tf 1 ) rt e a c h e rt ou n d e r s t a n da n dc o n t r d lt h e c o u r s eo ft e a c h i n ga n dl e a m i n g 1 【e y w o r d s ：n 咖o r kt e a c h i n g ；k a 丌l i n gl n f b m l a t i o np r o c c s s i n 舀p r o c e s sa s s e s 啪c n t ； s pt a b l e ；m y s q l p 肿 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：所呈交的学位论文，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，均己在 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：侨套 日期：p - t 年占月2 日 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。 作者签名：徐瓠 日期：妒湃月2 日焉_ ( 1 擀 日期o ( ) 年己、月v 日 本人己经认真阅读“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。回重逾塞握童唇进蜃! 旦堂生；旦二生；旦三生筮查! 作者签名：绛氢 日期：妒眸6 月二日 硕士学住论文 m a s t e r st h e s i s 1 1 研究背景 第一章绪论 随着计算机技术、网络通信技术、多媒体技术的迅速发展，我们生活的世界已 全面进入信息社会。未来社会的竞争集中体现在人才的竞争，归根到底是人的学习 能力的竞争。未来社会人们要学会四种本领：学会认知、学会做事、学会共同生活、 学会生存，以计算机网络为核心的第三代远程教育更加适应信息时代对全民终身教 育和终身学习的多元化需要。信息技术的广泛应用使人们的思维和行为方式发生了 巨大变化，影响了人类生活的各个方面，作为文化载体和文化活动方式的教育，也 毫无例外地受到深刻的影响。 网络教学是应用现代通信技术，向那些在空间和地理上与教师相分离的众多学 习者进行的教学活动。与传统的课堂教学模式、多媒体计算机辅助教学相比，网络 教学具有以下的优势： 1 网上课件集专家和长期从事该课程教学的优秀教师的经验于一体，图文并 茂，生动形象，利用形象的教学手段进一步培养学生的抽象思维能力。 2 在远程网络教学过程中，计算机可以实时记录网上学生的学习情况，教师 可依据所记录的这些信息对学生的学习情况进行归纳、总结，以便进一步改进教学 方法和教学内容。 3 改变了传统的同时、同地、同进度的课堂教学模式，学生可以根据自己的 实际情况，按照自己的进程安排学习计划，完全不受时间、地点和个人水平等条件 的限制。 4 可以提供多种教学手段，教师对学生可进行同步或异步的教学辅导；学生 之间可以通过网络进行交流和讨论，更好地实现协同学习，并提供多种学习方法以 适应不同学生的学习要求。 由此可见，基于1 1 1 t e m e t 的远程网络教学是当前各种教学模式的有利补充，并 可能成为未来的主要教学方式。随着计算机及其网络技术、通信技术和教育技术的 进一步发展，远程教学必将给人们的工作和生活带来更加深刻的影响。 慧薏然。 1 2 研究意义 远程教育是对教师和学生在时空上相对分离、教与学的行为通过各种教育技术 和媒体资源实现联系、交互和整合的各类院校或社会机构组织的教育的总称。“1 远 程教育的本质主要有两点：一是师生时空相对分离，一是通过教育技术和媒体资源 促进教与学行为的发生。 远程教育的核心仍是教与学，而课程练习、单元检测等都是教与学过程中的重 要环节，故远程教育也不应缺少这一环节。此外，课程练习、单元测验还是实现师 生双向交流和沟通、对学生的个别化学习进行有针对性的帮助和指导的有效手段。 在远程教育中，教学评价对于实现教学目标和保证适当的教学的进度、激励学生的 学习动机和强化自主学习的信心、顺利完成学业都有重要的意义。 本文介绍的学习信息处理系统应用于网络教学中，可以满足远程教育中对教学 评价的现实需求。网络教学系统通过网络交互平台对学习者进行课程练习或单元测 验，然后通过学习信息处理系统对学习者产生的学习信息进行采集，通过相关分析 和处理挖掘出其中重要的参考数据，并作为远程教学系统进行形成性评价或总结性 评价的依据，进而有效地控制学习者的学习进程，有效地提高网络教学的教学质量。 1 3 发展现状 l - 3 1 网络教学的发展现状 随着w w w 技术的日渐成熟与完善，真正意义上的开放性教育越来越成为可能。 所谓开放性网络教育是指在基于i n t e r n e t 的教育网络环境下，能够最大限度地发 挥学习者的主动性，积极性，和探索精神，既可以开展个性化教学，又可以进行协 作型教学。基于i n t e r n e t 的远程教育充分利用了w w w 技术和其他服务，如电子邮 件e m a i l 、电子公告牌b b s 、网络新闻组u s e n e t 和网络分布式数据库系统等。可 以实现网络教室、组织网上学习，学生间的互助性学习；通过e m a “和留言板实 现答疑，并组织专题讨论等；利用数据库和其它插件或者程序实现成绩分析系统、 在线考试系统、成绩管理与评估系统等；利用动态页面和图形技术产生界面友好、 交互和生动的主页，以增加学生的学习兴趣并起到巩固学习效果的作用。 然而，要真正有效实现i n t e r n e t 方式下的网络教学并不是一件容易的事情， 由于种种原因，信息技术的多次进步，并没有给教育体系带来与之相应的变化。网 络的迅速普及和多媒体技术的发展只是为网上教学提供了基础条件，网络教学与当 2 硕士学位论文 m a s t e r st h e s j s 前的教育方法还存在许多方面的冲突。首先是学校教育的主导文化与网上的多元化 文化的冲突，传统教育的全面性、系统性、基础性、严肃性与当前网络上的内容的 多样、随机、零散、休闲的冲突；课堂教学是一个整体，它由听课、实验、作业、 答疑、自学、考试几个环节组成，具有质量和效率的统一，是成熟而且完善的系统； 而网上教学还处于发展初期，其教材、教学模式未成体系，新型师资力量严重不足。 所以就目前来说，网络教育很难达到传统课堂教学效果。本文所介绍的内容旨在对 上述问题进行一定程度的探索，以有效提高网络教学的教学效果。 1 3 2 学习信息处理的发展现状 通过对网上和文献资料中的学习信息处理方法和应用进行广泛调研发现，大多 理论和应用都是关于在线考试成绩等方面的处理，对这些学习信息主要进行的是最 高分、最低分、各个分数段的累计人数、平均分、标准差等相关参数的统计，然后 通过这些统计数据对试题的难度、信度、区分度、效度等方面进行评估。 此外，学习信息的采集及其处理关键在于教育评价理论的建立，目前关于教学 信息评价分析等方面的理论已经相对成熟。而现阶段对于教学信息的处理大都是基 于单机开发的软件，用于网络教学的学习信息处理系统几乎没有。由于相关技术的 局限性，现有的处理系统大部分是对知识性信息的采集，对动作技能内容方面的采 集相对较少，对情感类的采集基本没有，即网络教学系统无法获取学习者情感、态 度及体验等方面的情况，从而不能对其进行比较正确的引导。 在学习信息处理的方法手段方面，现有的处理系统大多是通过输入学生的测验 成绩，由系统来计算最高分、最低分、平均分、标准差、试卷的难度、区分度等信 息，这些系统只是对测验成绩进行了简单的描述性统计，这种统计结果只反映了被 试集团的总体概貌，未深入到具体的学生个体和逐个测验问题的分析，也就是说目 前的处理工具所提供的对学习信息的处理结果，为助学者及时对学习者进行评价提 供的参考信息较少。 目前，大量的统计分析软件都是应用于商业领域和经济领域，很少有人将其应 用于教育领域，实现教育信息的分析和处理。 1 4 全文体系 本论文共由七部分组成，其内容组织如下： 第一章简要阐述了本论文研究的背景与意义、国内外的发展现状及本研究的主 要框架。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 第二章首先介绍了学习信息处理系统的需求分析，然后描述了系统的功能分析 和结构设计。 第三章首先描述了教育技术中的几个相关概念，然后详细介绍了学习信息处理 系统对网络教学系统中各种学习信息的采集与处理：用于形成形成性评价的信息的 采集与处理和用于形成总结性评价的信息的采集与处理。 第四章首先对系统的各开发工具的特点及功能进行简要介绍，然后详细描述了 学习信息处理系统中s p 表和统计分析的算法及其实现。 第五章首先介绍了一种数据分析工具d r a g o n 的功能及特点，然后描述了基 于d r a g o n 工具的学习信息处理的实现。 第六章描述了学习信息处理系统的一个应用实例：“数字逻辑电路”网络教学 系统，并在此网络教学系统中对开发的学习信息处理系统进行测试，并对测试的结 果进行分析。 第七章是本文的结论部分，是对本研究做出的概括总结。在总结主要特点的同 时，指出了其中的不足之处。 4 淼怒。 第二章学习饿息处理系统分析与设计 2 。l | 系统瓣霉求分糖 随着网络教学的优势凸现，网上大学如雨后释笋般涌现，除了教育部确定的6 7 所高校为现代远程教育试点院校以外，基础教育领域和一些企业单位也开办了面向 不圈层辑学生静鞠上学谬与培调，嚣终学生这交l 多万熬黧模。露络教学俸为我 国教育改革的新生事物，能否取得鼹大发展最终还将取决予旗教学质量和教学水 平。纵观网络教学的发腿现状，我们发现许多网络教学系统都是仅仅将先进的现代 逶信技术当终了简单的通讯工具，始些潮络教学主要是通过嚣啪a 丑进行溜遂咨询 或疑难解答，或是利弼瓣络技术进行“课本搬家”，将阏络媒镩仅仅当作“电子谍 本”或“电子练习册”，在网络上发布一些文本化的教学内容溅练习题等。因此， 为了对网络教学的教学质量进行评价，需要在网络教学系统中建立网络学习信息的 采集与楚瑾系统，萼冬懿瀵绣栗及黪爱缓绘弼终教攀系绞，激便溺络教学系缓依据分 析处理的结栗进行有效的教学控制，进而实现有效控制学习者的学习进程，科学规 划网络课程的结构，提高网络教学质量的目的。 学习信息处理系统撵为网络教学系统的重要缀成部分，与嘲终教学系统妁鞠互 需求关系翻图2 1 所示。 学习信息处理系统网络教学系统 袋撰产生的 采集教学系统孛耀予 学习售惠学生学习教学资源， 形成形成性评价藏总并进行练习、自溅、讨论 结性评价的学习信息交流等 系统对处理后的学习 楚搦s 章表或统嚣分辑爱镶处理后 信息进行影成性评价或 算法处理收集的举习的学习信息 惑结往浮徐，执焉捂寻学 信息，反馈给教学系统 生的学习谶程、调整知识 点的结构蒋 进彳予评价 图2 1 学习处理系统与网络教学系统的相互需求关系 5 怒怒。 2 。2 系统瓣功缝分耩 根据上述的需求分析，学习信息处理系统采集的学习信息墩该包含两个方面： 学习信息和数学管理信息。对学生学习过程和测试中应答的信息进行采集和处理， 育动手瓣终教学系统对掌习者有效形藏形残整译徐菠总结瞧浮徐，蒡壤据谬後结果 有效地判断学生的学习状态，调整学习进程，有效指导学习者下步的学习。同时 根据评价结果重新对问题的难度、区分度等参数= i 行分析，使试题参数越来越科学 纯，迸丽掇离计算机组漆船准确性。 因瑟，零系统将对瓣络教学系统巾齄有关学习穗息，钛三个方蕾进行采熬与处 理：1 ) 对形成形成性评价的信息的聚集与处理，2 ) 对形成总缩性评价的信恩的采 集与处理，3 ) 基于d r a g o n 工具软件进行相关信息分析与处理。其中，d r a g o 姒系统 是一令强大秘数据分撰系绞，稳趸荬溅大戆数据分辑秘麓，怼采集戆疆终教攀信惠 进行分析她理将更有效媳分析和控制黼络教学过裰。 2 3 系统的结构设计 图2 2 系统功能的逻辑结构图 根据系统的功能要求，本系统结构采用b ，s ( b r o w s 猷s e r v e r ) 模式，运行分为客户 端和服务器端。在骚务器璇安装w e b 鼹务器、痤髑暇务器窝数撼库摄务器；密户溃 只需要一螽p c 槐，在葵上运行测蘸器即可。在系统中w 曲测览器可醣使用l e 、 n e t s c a p e 镣；w 曲服务器、应用服务器均为a p h e ；应用逻辑使用p h p 编麓；数 据瘁服务器使用m y s q k 操作系统为l i n 妪。 6 系统的运行模式如图2 _ 3 ： 浏览器 图2 3 系统的运行模式 由图2 3 可以很清楚的看出系统的运行模式：用户通过浏览器，访问与i i l t e m e t 连接的系统服务器，向服务器发出请求，服务器通过应用逻辑处理这些请求，并对 数据库进行访问，最后以网页的形式把结果返回给用户，从而完成一次应答或交互。 系统的工作原理如下图2 4 ： 溢k t e r n = ：浏览器 弋i n t m 豇 w 曲 服务器 应用 服务器 数据库 连接工具 数据库 服务器 1 向w 曲 服务器发 送请求 2 接收 w 曲服务 器返回的 页面，并 解释。 1 将w 曲浏 览器的数据 包经网络寻 址发送到 w 曲服务器 2 将w 曲服 务器的返回 经网络寻址 发送到、b 浏览器。 1 接收网络用户 的请求，把网络 访问请求转化为 参数，发送到应 用服务器进行处 理 2 接收应用服务 器的结果返回， 并以网页的彤式 返i 旦| 给用户。 1 接收w e b 服务器 传递的参数，调用 相应的应用逻辑处 理请求 2 向、b 服务器返 回处理结果 3 向数据库连接工 具发送s o l 语句 4 接收数据库连接 工具返回的结果。 负责连接数据库 服务器与应用服 务器 1 接收应用服务 器的s o l 语句 2 向数据库服务 器发送s o l 语句 3 接收数据库的 返回结果 4 把结果返回给 应用服务器。 1 接收 s o l 语 句，并 运行改 语句获 得结果 2 把结 果返回 数据库 连接工 具。 图2 4 系统的工作原理图 由图2 4 可以看到本系统的工作原理和过程。系统的软件开发部分建立在w 曲 服务器上，所有子系统的实现模块都存放在应用服务器上，由应用服务器负责调试 和执行，获得运行结果。而信息采集表和处理表，都是以数据表的形式存储在数据 库服务器上，由数据库服务器负责管理并提供访问。 7 第三章学习信息处理系统设计的理论基础 本系统应用于对网络教学过程中产生的学习信息进行采集和处理，处理后的信 息反馈给网络教学系统，以便其对学习者形成形成性评价和总结性评价。 3 1 学习信息及其处理概述 3 1 1 学习信息的相关概念 学习信息的量度水平各异。学习过程中的某些信息，例如学习成绩，测试分数 等是一些量度水平较高的信息。然而，学习过程中的许多信息，例如学习课程、学 习方法、学习特性、学习环境、教材内容、教学方法等，大多是一些量度水平较低 的信息。通常对这些信息的处理较为困难。此外，还有一些学习信息，例如，对问 题的反应、选择，学习的爱好等，多是一些反映个人的思想、意志的信息，它与个 人的思维模式、思维特点、认知水平有关，对于这些信息的描述、处理十分困难。 目前的教学实践更加注重个体数据的分析。学习过程中，除注重一个学校、一 个年级、一个班级的数据的分析外，往往还要注重某些学生个体的分析，分析某个 学生的个体特性，分析某个学生个体在集体教学中的位置。对学生个体数据的分析， 可以为个性化学习提供重要的信息，实现有效的个别指导。豫1 学习信息处理过程中，不仅应很好地注意学习信息的各种特点，更重要的是应 根据学习信息的这些特点，创造性地研究对这些信息处理的方法，实现对学习信息 的有效处理。 3 1 2 学习信息处理的内容 教学活动是教育中最重要、最基本的活动，学习信息处理所讨论的对象仅涉及 教学活动中的有关信息。作为学习信息处理的内容主要有如下几个方面： 1 有关测试的学习信息 测试往往与评价联系在一起，测试结果的分析和处理是各种评价的根据。可以 认为测试是评价的一个重要组成部分。测试可用于学习结果的评价，也可用于学习 过程的完善，测试在教学过程中占有重要的位置。 测试结果除包括尺度水平较高的测试得分外，还包括尺度水平低的应答信息。 测试得分可利用一般的统计方法进行处理。作为多重选择问题的应答信息的尺度水 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 平很低，可采用s p 分析的方法进行处理，s p 表分析是基于学习信息的特点开发 的一种新的信息处理方法。 2 有关教学过程的学习信息 教学是教学系统( 教师) 与学生之间的信息交流，教学过程中的各种信息是学 习信息中的一个重要类别。教学过程中，将教学系统( 教师) 的行为、学生的行为 进行分类，通过对这些行为类型的迁移和行为内容的分析实现对教学过程的分析。 3 有关学习目标和教材分析的学习信息 学习目标是教学的起点，又是教学评价的依据，它在教学中占有重要的位置。 学习目标的指定、分析是教学过程设计的重要依据。 教材是一种信息源，对教材的分析主要是教材的结构分析。教材的结构化分析 往往与助学者( 教师) 的教材观、认知特性有关，特别是那些逻辑关系不甚明显的 教材内容，助学者( 教师) 的教材观、认知特性对教材的分析起重要作用。 4 有关传递过程的学习信息 教学过程不仅要考虑教学内容，更要考虑这些内容以怎样的过程传递给学生。 在这个过程中，构成教学系统的各要素间所进行的信息传递、信息交流、相互作用 是十分重要的。为了有效的实现各种信息的传递，应对教学过程中所传递的各种信 息进行分析和处理，以实现教学过程的有效控制。 5 有关学习环境的学习信息 教学过程中，需要使用包括黑板、计算机、网络等各种媒体，并以各种媒体来 呈现、传递各种教育信息。各种媒体是教学的重要环境和资源，对这些环境，资源 及其传递信息的分析、处理，可获得最佳的教学效果。 本系统主要针对前两种学习信息进行采集与处理。 3 2 教育评价概述 3 2 1 形成性评价 形成性评价是指教学过程中实施的教学评价，是在学生学习了一段时间之后进 行的，有督促学生学习和改进教师教学的作用。它具有监督的功能，以原来预定的 发展目标为评价依据。形成性评价主要以平时的小测验、作业等测量手段进行。测 验完成后，教师根据一定的评价理论，得出教师的教学应该在哪个方面进行改进， 学生应该注意哪些知识点的学习。通过形成性评价，教师可以获得教学过程中连续 性的反馈，了解学生的学习效果、学习历程、学习特点、学习困难等信息，了解学 9 顿士学位论文 m a s t e r st h e s i s 生学习的情况及所存在的问题或缺陷；知道那些目标尚未达到，哪些方面还存在难 点，从而对教学工作进行调整，使所有学生都达到教学目标的要求。同时，形成性 评价还对学生的学习提供反馈信息，学生根据反馈的结果获知自己学习过程中的表 现情况，从而肯定或修改自己以后的学习方式。总之，形成性评价有以下三个方面 的作用： 1 通过形成性测验调节学习活动； 2 通过学习成果的确认而进行进一步的强化，使学生在完成学习目标后得到 一种满足感，对学生的学习起促进作用； 3 可判断学习上的难点，提供矫正学习的方法和途径，使今后的学习方向更 加明确。 在网络学习过程中，通过对学生学习状态的观察、学习能力的检测、练习题的 回答等手段判断学生的学习情况和存在的问题，然后根据此判断结果决定下一步的 教学内容和教学方法；在结束某一小单元的教学时，诊断和评价学生的学习到达度 与教师的教学方法，不仅要诊断和评价学生的学习，还要审查、评价教学内容和教 学方法是否恰当。 3 2 2 总结性评价 总结性评价是指在教学结束时进行的教学评价，这种评价的目的主要用于评定 学生对一学年、一学期或一个学习单元的教学目标达到的程度，判断教师所用的教 学方法是否有效，并全面评价学生的学习结果。 总结性评价一般是在学期末进行的，根据学期末和学年末各科学习测验与考试 的结果进行评定。这种评定除了了解学生学习结果外，还对学生以后的学习有预测、 评估的作用。 3 2 3s p 表 s p 表分析法是利用学生的问题得分表进行教学情况分析的一种信息处理方 法。使用这种方法既可评价学生个体的学习状况，又能对班级整体的学习倾向及整 个问题的妥当程度作出衡量。”1 1 s p 表的形成 m 个学生对n 个问题进行回答，答对时记作1 ，答错时记作o ，从而可得到一 个学生一问题的得分矩阵： 1 0 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s u = “f ，】= ( 3 1 ) 其中，代表学生i 回答问题j 的得分。这个得分矩阵可具体化为如表3 1 所 示。表中最右侧列出了各学生的答题总得分，最下面列出了各题被正确回答的次数。 p lp 2p 3p 4p 5 p 6 p 7p 8p 9p 1 0u 。 s 1o11o00l0115 s 2o1ll11 oo106 s 3o1oooo101o3 s 4l1llo 1 1o107 s 511i1111o119 s 6lloll0ooo l5 s 71l1l 1 l 11 l11 0 s 81oooo 0 1o0o2 s 9ol1111 11 l o8 s 1 0o 110 ol 1ol16 s 1 1lloo10o1o04 s 1 2o0l0o000o01 s 1 3o111o1ol0o5 s 1 4llll0o 1o 0 o5 s 1 5 10l10o1ooo4 u j 81 21 19671 0485 表3 1 学生一问题得分矩阵 这个矩阵在未正确处理之前，只能向我们提供每个学生的得分和每个问题的答 对率。当对它按如下规则进行处理后便可得到许多有意义的信息。 将学生顺序按答对次数的多少从左到右递减排列。即交换学生的得分行，使 得分高的行排在上面，得分低的行在下面。 将问题顺序按答对次数的多少从左到右递减排列。即交换问题列，使答对次 数高的问题排在左边，答对次数低的问题列排在右边。 对于得分相同的行，首先求出每一学生各答错的问题的答对次数之和，然后 按和的大小排列各得分相同的行，和小的行排在右边。例如，表3 1 中的s 1 1 和s 1 5 两学生的得分均为4 ，s 1 1 错答的题目有p 3 、p 4 、p 6 、p 7 、p 9 和p 1 0 ，它们的答对 次数之和为1 1 + 9 + 7 + 1 0 + 8 + 5 = 5 0 ；s 1 5 错答的题目为p 2 、p 5 、p 6 、p 8 、p 9 和 p 1 0 ，它们的答对次数之和为1 2 + 6 + 7 + 4 + 8 + 5 = 4 2 。这样，s 1 5 所在的行应排在 s 1 1 所在行的上边。 对于答对次数相同的列，首先求出每一题各答错的学生的得分数之和，然后 按和的大小排列各答对次数相同的列，和小的列排在右边。例如，表3 1 中的p 9 和p 1 两问题的答对次数均为8 ，p 9 错答的学生为s 6 、s 8 、s 1 1 、s 1 2 、s 1 4 和s 1 5 ， 他们的得分之和为5 + 2 + 4 + 1 + 5 + 5 + 4 = 2 6 ；p 1 5 错答的题目为s 1 、s 2 、s 3 、s 9 、 s 1 0 和s 1 3 ，他们的得分之和为5 + 6 + 3 + 8 + 6 + 1 + 5 = 3 4 。这样，p 9 所在的列应排在p 1 所在列的左边。 作s 线。对每一个学生行画竖线段，使竖线段左边的问题数目等于相应学生 的得分。然后在各行间画横线，使各个竖线段连接起来，便形成一条梯形的曲线， 称为s 线。如表3 2 中的实线所示。 作p 线。对每一个问题列画横线段，使横线段上方的学生数等于相应问题的 答对次数。然后在各列间画竖线，使各横线段连接起来，从而另一条梯状曲线，称 为p 线。如表3 2 中的虚线所示。 p 2p 3p 7p 4p 9p lp 6p 5p 1 0p 8x 。 s 7l11l111 1111 0 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一 s 51ll11l1l1o9 。_ j s 911l1101l018 - - - - - - - - - - - - - - - - _ j s 41ll11lloo0 7 r j s 1 011l01o1l01 ： o6 j_ j s 211011ol1 ： 0o6 - - - - - - - - - - - - - - - - - j 一一一一一一一一一： s 1 41111ol0o0o5 1： s 1l1lo1ooolo5 4 j s 1 3llolooloo15 ! s 61oo110lo11o5 - r - - - - - - - - - - j s 1 5o11l11oloo 0 o 4 j s 1 1ll0oool0lol4 一一一一一一一一j - - - - - - - - - - - - - - - - - - j s 3 l01ol0 o o0o3 。一 s 80oi10o 1 0 0o o 2 。- 。- j s 1 20l0o000oo0 l x j 1 21 11 09887654 表3 2s p 表 1 2 腰士学位论文 m a s t e r s t h e s i s 2 s p 表的性质 s p 表是以图表的形式表示测验分数的项目得分表。它在表示每一个学生得分 的同时，给出测验分数的两条统计曲线( s 衄线和p 曲线) ，从而把每一个学生答对 和答错的模式与全班的学习倾向和所达的水平进行对比，就可获得有关信息。 下面分析s p 表的特性： 由于学生的得分总和与问题的答对次数的总和是相等的，所以s 线左方的面 积与p 线上方的面积相等。 s 线既是学生得分曲线，也可以看作是按得分累计的人数曲线；p 线是对各 问题正确回答数的累积分布曲线。 s 线与p 线总是相交的，而且若不重合，则p 线的左端总是在s 线的上方， p 线的右端总是在s 线的下方。 s 线与p 线之间的面积称作两线的离差。离差的大小反映了学生对问题的回 答情况与问题难易之间的关系。如果s 线与p 线重合，说明全体学生的学习状态是 绝对稳定的。 3 s p 表的分析 根据s p 表，可以对被测的整体情况进行整体性分析，对被测个体进行个体性 分析。 整体性分析 整体性分析包括对学生与问题之间的差别分析和学生回答情况与问题难度之 间的均匀程度分析。 学生回答情况与问题难度之间的均匀程度是通过s 线与p 线之间的离差反映出 的，离差大，说明不均匀程度高；离差小，说明均匀程度高。均匀程度可用差异量 来定量描述： 差异勘= 些华鬻癸盟 z ， s p 表面积= 学生数问题数 例如表3 2 中的差异量为：d ：旦：o 1 9 1 5 0 ( 3 3 ) ( 3 4 ) 说明均匀程度高。对于一般考试来说，d 值应在0 2 5 一o 3 5 之间，通常不能超 过o 5 ，如果超过0 5 ，说明学生回答情况与问题难易情况之间有着不正常关系。例 如，难度系数大的问题被得分很低的学生做对了，而得分高的学生却做错了。 学生、问题之间的差别通过s 线和p 线的断层反映出来，断层是指两线中间的 直线部分。如果s 线中间出现了较长的水平线，表明学生整体有两极分化的危险； 如果p 线中间出现了较长的垂直线，则表明左右两部分问题之间存在较大的难易差 别，可能影响测试的效度。 个体性分析 个体性分析包括对学生的学习状况和对问题的妥当程度分别作出估计。 在s 线与p 线之间的离差较大时，可发现某些学生或闯题的反应模式是反常的。 例如，在表3 2 所示中，问题p 1 的答对率是8 1 5 ，这是比较高的。但答对该题的人 数分布在p 线的上下两方且各占一半，说明该题被答对的机会几乎是随机分布的， 即得分高的学生与得分低的学生都有答对的也都有答错的。可见该题的区分度较 低，需要重新审查。对于学生来说，例如s 6 和s 1 3 都答对5 道题，但答对的题目 分布在s 线的左右两侧且几乎各占一半，也出现了很大随机性，需要引为注意。学 生或问题的这种异常程度可通过警告系数来定量描述。 对学生的警告系数的计算公式为： 了xi i px ? 一s xj u ( s 。) ：卜羔二_ 二一 ( 3 1 5 ) p x j s 工f “ 毫， 。 其中，s ) ( i 为排在第i 位学生的得分，p x j 是排在第j 位问题的答对次数，u 是 问题的平均答对次数 “。l 嗲p j ， ( 3 6 ) 鼍l 。 雕磐分警慧托生胙嚣墓茎芸蔷董喜磊羹为1 ， l 线左侧每一个问题正答人数之和j 1 1 4 的看忑i 主蕃艾聂三；“i ( 3 7 ) 叭s 卜t 霜西诵万丽玎r 百亍菇再涯丁f 雨下丽爿 l 线左侧每一个问题正答人数之和l l 的总分i 。l 的平均正答数l ；l s xlq xj ” 学生得分的平均值：h ：三飞s x 。 m 包 1 4 ( 3 9 ) 硕士学住论文 m a s 丁e r st h e s l s 篓j t 尸置跫，7 篓置，中，。位于r 曲1 一季；窑鬟至竿薷茎善磊羹为，的 ， l 线上侧各个学生总分之和j l 喜禾霉虿矗。赢荔- u 。j ( 3 1 0 ) 【q ) 1 甄下雨雨丽硬i 下 西可丽丽丽可_ t 虿硐疆广 lp 曲线上侧各个学生总分之和i l 答者人数i 。【的平均分数i 实验表明，当w ( p j ) 或w ( s ；) 的值超过o 6 时，教师对学生或问题应予以 充分注意，对于学生则需鼓励他们要努力：对于问题则应予以修改或删除。 3 3 形成形成性评价的信息处理 3 3 1 形成形成性评价的信息采集 从网络教学系统中采集用于形成形成性评价的信息过程如下图3 1 所示： 网络学生应答信息记录表学生应答信息分析表 教学从教学系统中采集学生将学生信息记录表中的 系学习过程中回答问题的若干数据进行简单处理， 统得分、所用时间等信息形成学生应答信息分析 表中的关键字段 图3 1 形成形成性评价的信息采集过程 系统首先在数据库中创建一个学生应答信息记录表( 表3 3 ) ，用来存储学生的 答题信息。表中包括以下字段：学号、姓名、题号、开始作答时间、提交时间、总 分、学生得分、成绩判断结果、时间差，其中学号和题号作为主键，时间差为提交 时间与开始作答时间的间隔时间。若学生得分与总分相等，成绩判断结果为“1 ”； 若学生得分与总分不等，成绩判断结果为“0 ”。 字段名称 字段内容 数据类型长度 si d 学号 h t5 0 sn a l t l e 姓名 c h a r2 0 ti d 题号 i n t5 0 s t a 石m e 开始作答时问 d a t e t i m e 8 e n dt i m e 提交时间 d a t e t i m e 8 w e i g h t 总分值 i i i t1 0 学生得分 n o a t1 0 r e s u l t 成绩判断结果e u m ( l ，0 ) s d a c e 时间差 t i m e 3 表3 3 学生应答信息记录表 1 5 硕士学住论文 m a s t e r st h e s i s 然后创建一个学生应答信息分析表( 表3 4 ) ，用来分析学生的答题状态。表中 包括以下字段：学号、姓名、题号、反应时间、记分，其中学号和题号作为主键。 记分与学生习题记录表中的成绩判断结果字段相一致，反应时间则与学生习题记录 表中的时间差字段相一致。 字段名称 字段内容数据类型 长度 sf d 学号 i n t5 0 sn a m e姓名c h 盯 2 0 ti d 题号 1 1 1 t5 0 i s u l t 成绩判断结果 e n u m ( 1 ，0 ) s p a c e 反应时间 t i m e3 表3 4 学生应答信息分析表 3 3 2 形成形成性评价的信息处理 为了形成形成性评价，就必须对学生学习过程中的应答信息进行分析处理。其 处理方法是对于相同知识点内容，从学生习题分析表中提