计算机辅助教育ch7

第七章计算机辅助教育管理一 计算机辅助学校行政管理 二 计算机辅助教学管理 三 网络学校中的信息管理 CEMA的功能 CEMA的应用范围 CEMA的系统组成 计算机辅助学校行政管理 ComputerManagedEducationAdministration CMEA 是一个以计算机为工具 对学校管理信息进行全面管理的人机系统 能准确 及时地反映学校各项工作的当前状态 利用过去的数据预测未来 能从全局出发辅助学校各职能部门以及校长管理学校 CEMA的功能 建立数据库 处理数据 CEMA的应用范围学生档案管理教职工档案管理教务管理学校资源管理财务管理 人事组织管理 CEMA的系统构成相对应应用范围的六个子系统 共同使用三个数据库 学生数据库 财务数据库和教职工数据库 CMI的兴起 3个原因 CMI的开发和应用 CMI系统的功能结构 CMI的三个典型应用教学监控系统课堂教学信息处理系统计算机辅助测验 计算机管理教学 ComputerManagedInstruction CMI 是计算机管理信息系统在教学中的应用 即利用计算机管理和指导教学的全过程 CMI不是直接向学生传递教学信息 而是观察 检测和分析学生在学习过程中的行为表现 从而影响向学生传递信息的方式和内容 CMI是利用计算机管理信息系统来支持各类教学管理职能 它主要为教师服务 能帮助教师监控 评价和指导学生的学习过程 并为教师及时地提供教学分析报告 也能代为决策 此外还能为学生提供学习咨询信息 CMI的兴起CAI的个别化教学教学行为的目标性教学方式地多样性 要求教师同时也是教学管理员 CMI的开发与应用作为CAI的支持系统而构成于CBE系统中用于传统的课堂教学信息的管理 反应分析器 在考试测评方面的应用 CAT应用于虚拟课堂 开放大学 远程教育和成人教育等领域 CMI系统的方块模型 CMI的功能结构 教学活动和教学信息的采集 记录与处理 教学目标库 教材库 教学资源库 题目库 测验生成 测验评分和成绩分析 诊断和处方 调度 控制与通信问题 1 教学活动和教学信息的采集 记录与处理教学活动是指师生在各种形式下的共同活动 在教学活动过程中 必然地需要各种教学信息 同时也会产生各种教学信息 教学信息可分为 静态信息和动态信息 2 教学目标库 教材库 教学资源库 题目库这些库可统称为教学库 是师生进行教学活动的主要知识基础和支撑者 教学目标库 有对各课程的基本教学目的和要求 教学大纲及其说明 以及教学指导书等 教学目标库还可随时输入某些特定的教学要求 教材库 有各课程的教材和教学参考材料等 包括印刷文字教材和非印刷声像教材 CAI课件等 教学资源库 有教师基本情况 学生名单及其学习历史情况 教室与实验室使用情况以及教学媒体的配置情况等 题目库 有各课程的大量测验考试与学习作业题目 3 测验生成 测验评分和成绩分析 根据教学考核的要求 从题目库中按一定规则选取适度的题目组成一次测验 可联机测试 可试卷测试 计算机系统自动评分 根据学生的测试成绩 可对教与学进行各种分析 既可对全班学生成绩作总体分析 也可对学生进行个别化分析 同样对测验题也可进行总体与个别分析 能向参与教学过程的各类人员提供多项报告 报告可分三个管理级别 第一级是教学单元管理级 第二级是课程管理级 第三级是教学计划管理 4 诊断和处方 为了确定学生的学习进程是否朝着预定的教学目标前进 必须进行学习诊断 诊断分为 表征性诊断与因理性诊断 表征性诊断是根据学生的测试成绩 不需参考学习历史 因理性诊断是当学生在当前单元的学习遭到失败时 为了确定造成失败的原因和寻求适当的补救办法 这种诊断要充分利用学习历史 处方则是根据诊断的结果为学生指派适当的学习任务 按其性质可分为前进处方和补救处方 5 调度 控制与通信问题 根据教学目标要求 并参考教学资源的配备情况可对教学活动进行调度安排 必要时可给出一份课程表 在教学进行过程中 系统还可参照诊断处方情况对教学活动安排给予及时的适当修改与补充 形成一个闭环控制系统 使教学活动过程能始终处于较好的状态 朝着预定的教学目标前进 在CMI系统中 提供 信箱 的功能 允许教师 学生 和教学管理人员之间相互通信 以保证CMI功能正常 CMI软件方块图 CMI硬件框架图 教学监控系统是一种对学生个别化学习活动进行检测 控制与管理 引导和评价 同时也为教师提供各种报告和服务的CMI系统 教学监控系统的功能 教学监控系统的控制结构 教学监控系统的信息收集及处理 教学监控系统的检测方式 教学监控系统的功能能对学生的个别化学习活动进行系统的控制与管理能跟踪学生的学习行为并记录相应的学习数据能根据学生的学习记录诊断学生的学习情况并给出学习处方能为教师提供报告和各种服务 教学监控系统的控制结构与CAI相结合的教学监控系统辅助教师监控教学过程的教学监控系统 教学监控系统的信息收集及处理问题应答教学内容教学目标及其实现 教学监控系统的检测方式检测学生测验的答对率检测学生犯某类错误的频率 课堂教学信息处理系统 ClassroomInstructionInformationProcesssystem CIIPS 是一种能自动采集 处理和分析课堂教学中学生反应数据的实时处理系统 CIIPS的基本结构硬件组成软件结构工作过程 CIIPS的处理分析技术反应曲线S P表分析 CIIPS的硬件组成 CIIPS的软件结构 CIIPS的工作过程 CIIPS的处理分析 反应曲线 S P表的分析 反应曲线 显示对问题反应的学生人数在时间上的积累分布情况 能够为教师提供有关全班学生当前学习状况的重要信息 二维矩阵 ti ri S P表分析 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 使用注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 学生 问题的得分矩阵 S P表的形成 S P表的性质 S P表的分析 SP表处理规则 1 将学生顺序从上到下按得分递减排列 2 将问题顺序从左到右按答对次数递减排列 3 如果几个学生总得分相同 则把每一个学生答错的各题被其他学生答对的次数求和 和小的排在上面 4 如果几个问题答对次数相同 则求出每一个问题答错的学生 他们的得分和 和小的这个问题排在左面 5 作S线 对每一个学生画竖线段 竖线段左边的问题数目等于相应学生的得分 然后用横线连接 6 作P线 对每一个问题画横线段 横线上方的学生数为答对该问题的次数 然后用竖线连接 学生 问题得分矩阵 经上述处理后 称S P表 例如 S1 S6 S13 S14这四位学生总得分都是5分 S1答错题是P1 P4 P5 P6 P8 它们被答对的次数和为8 9 6 7 4 34S6答错题是P3 P6 P7 P8 P9 它们被答对的次数和为11 7 10 4 8 40S13答错题是P1 P5 P7 P9 P10 它们被答对的次数和为8 6 10 8 5 37S14答错题是P6 P7 P8 P9 P10 它们被答对的次数和为6 7 4 8 5 30则从上到下排列为S14 S1 S13 S6 例如 P1和P9这两个问题答对次数都是8 P1答错的学生是S1 S2 S3 S9 S10 S12 S13 这些学生总的得分之和是5 6 3 8 6 1 5 34 P9答错的学生是S6 S8 S11 S12 S13 S14 S15 这些学生总的得分之和是5 2 4 1 5 5 4 26 则从左到右排列为P9 P1 S P表的性质由于学生的得分总和与问题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积的人数曲线 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 越小说明学生对问题的回答情况与问题难易之间的关系正常 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 S P表的分析 整体性分析 个体性分析 整体性分析 学生与问题之间的差别分析 断层学生回答情况与问题难度之间的均匀程度分析 离差 断层是指两线中间的直线部分 离差是S线与P线之间的面积 个体性分析 对学生的学习状况作出评价 学生的警告系数对问题的妥当程度作出估计 问题的警告系数 对问题警告系数的计算公式为 对学生警告系数的计算公式为 计算机辅助测验 Computer AssistedTesting CAT 是计算机在测验及其评价中的应用 完整的CAT系统 题库系统 CAT系统的功能 帮助教师或教学管理人员进行测验设计与生成考卷在一定条件下实施测验进行测验分析 管理成绩与提供报告 一个完整的CAT功能模块图 题库系统题库是CAT系统各种功能有效实现的基础 因此 对于CAT系统的设计开发来说 题库的建立是关键 题库系统是支持题库建立和对题库进行有效管理的计算机软件 题库建设中使用的两种测量理论 题库系统的基本构成 题库结构设计 组卷策略设计 题库建设中使用的测量理论有两种 经典测量理论 CTT ClassicalTestTheory 项目反应理论 IRT ItemResponseTheory 两种理论的核心部分是数学模型 它们是基于不同的假设提出的 经典测量理论采用的是线性的确定性模型 项目反应理论采用的是非线性的概率模型 经典测量理论 CTT 经典测量理论通过项目分析和整体分析来鉴定测验试题的质量和衡量测验的有效性和可靠性 项目分析 项目分析是对考试中的每一试题进行分析 学业成绩考试可以用来衡量学生的实际水平 也可以用于衡量学生的相对水平 当用作衡量学生的相对水平时 对测验所做的项目分析一般包括难度分析 区分度分析和迷惑答案的有效性分析等 难度分析难度是衡量测验试题难易水平的数量指标 采用 0 1 记分法 即答对1题记1分 答错时记0分 式中Pj表示第j题的难度 Cj为答对第j题的人数 n为考生数 由上面的式子可知 Pj取值范围为0 Pj 1 Pj 1时表明无一人做对该题 该题难度大 Pj 0时表明每个考生都做对了该题 该题难度小 在组成试卷时 应尽量使试卷题目的平均难度接近0 5 同时要使试题的难度有一个较合理的分布 区分度分析区分度是衡量测试题对不同水平被试者区分程度的指标 计算区分度的方法常用的是两端分组法 即 先将考生的总成绩从高分到低分排列 然后从中划出一个高分组 H组 和一个低分组 L组 二组人数相等 并分别统计两组对某题j的答对人数 设各组人数为n RH和RL分别为高分组和低分组答对第j题的人数 则该题的区分度D按下式计算 D的取值在 1和 1之间 D 0且D值越接近 1 题目的区分能力越强 一般认为 D在0 4以上的试题就有足够好的区分能力了 迷惑答案的效力迷惑答案的效力是指多重选择题中供选择用的非正确答案被挑选的可能性 如果在考试中某一选项无一人挑选 则说明该选项没迷惑力 如果被选用的人数多且低分组选用的多于高分组 则说明该选项具有较强的迷惑力 如果高分组和低分组对某选项选用的人数都很少且人数接近 说明该选项的迷惑力很小 迷惑力很小的选项被认为有效性低或没有效性 对这样的选项要修改或调整 整体分析 利用测验的结果对试卷进行全面的分析和评价 它是通过信度和效度两个数量指标来描述的 用以衡量测验的有效性和可靠性 可靠性是指多次测验的测量结果是一致的 有效性是指测验的测量是准确的 而信度则是对测量一致性程度的估计 效度是对测量准确程度的估计 项目反应理论 IRT 项目反应理论是针对经典测量理论的不足而提出来的一种新的测量理论 它的最大优点是项目参数和被试能力参数的不变性 可以用来衡量学生的实际水平 项目反应理论的一个成功应用 就是自适应测验 Adaptivetest 的编制 在通常的考试和测验中 无论被试水平的高低 所接受的都是同样数量的一批相同试题的测验 对于低水平的被试来说 那些难度大的试题 根本无法作答 这样的题如同虚设 对于高水平被试来说 那些难度小的试题 考不出他的真实水平 只有当试题难度与被试特质水平相适应 大体相当时 试题所提供的信息量最大 测验结果的效度与被试接受测验的积极性均可大大提高 所谓 自适应 就是测验本身自动地去适应被试的具体情况 在施测试题的难度和数量上去适应被试特点而灵活变通 题库系统的基本构成 题库结构设计题库的基本特征 1 题库中的题目按学科领域分类 每一学科领域的题目又细分为若干个题目组合 这些题目组合可用于特定的教学目标 或测验特定的概念或能力 2 题库中的每一题目由两部分组成 即题目属性指标和题目本身 题目属性指标有多项 反映有关题目的多种信息 这些信息将某一题目与库中的其它题目区别开 同时标记着题目使用的历史和使用情况 3 题库具有构成和给出等价形式测验的能力 等价形式的测验是由不同的题目组合构成的 但每个测验的统计结果具有等效性 上述题库的三方面特征的体现要通过题库结构设计来达到 换句话说题库结构设计时要考虑题库的这三个基