数字化环境下“试水”教与学方式的变革

数字化环境下“试水”教与学方式的变革

—“初中数学自适应测试平台”的研发与构建

上海市师资培训中心实验基地附属中学 林火生

【摘要】“自适应测试”是一项计算机运用技术，是一种对学生知识结构进行分析的测试，遵循“问题诊断—补救修复—结构完善”的路径。本文从测试资源的开发、测试平台的研制等方面详细介绍了“初中数学自适应测试平台”的研发与构建过程，测试点的梳理和标准测试题的命制度是资源开发的主要任务，“自适应测试平台”包括初始测试、知识辅助、补救测试、评价反馈等环节。平台的运用对于促进教与学方式的转变、提高学生自主学习能力、学科建设等方面发挥了重要的辐射效应。教育信息化与数字化也还需要在实践中不断总结、完善。

【关键词】初中数学 数字化 自适应测试

前言：背景及依据

“自适应测试”是一项计算机运用技术，是基于自适应理论的人机对话模式。随着科技的发展和Internet应用的日益普及，测试的手段和媒介也在发生着变化，计算机辅助测试成为教学的重要组成部分。计算机自适应测试(Computer Adaptive Test, CAT)是目前国际上测试发展的最新方向，在自适应测试理论—知识空间理论基础上发展起来的一种测试，它是一种对学生知识结构进行分析的测试，遵循“问题诊断—补救修复—结构完善”的路径。通过该测试不仅可以得到学生的知识水平，而且可以获得其在学习中的错误和缺陷，并针对错误和缺陷等进行因人而异的纠错补救教学，从而可以使系统开展因材施教的个别化教学方式。

把握标准，开发测试资源 1、测试点的研发

课程标准是选择确定教学内容的母本，是学生学业水平测试评价的基础和原点。教师依据课程标准要求，由课程目标细化分解为课时教学目标，结合考试要求，对教学内容的章节属性进行界定，系统梳理知识结构体系。以课程标准要求的课程目标为源点，依次发散出若干个测试点（或知识点），并编号汇总，汇编成系统完善的知识网格。

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2、测试题的研制

基于知识测试点的命题：一次命题（或初始测试题）

测试题的研制是“学生自适应测试系统”的关键环节，测试题目的质量以及选题的策略直接影响到自适应测试的成败，以及测试能否取得预期效果。因此，在初始测试题的命制过程中，测试点成为了教师命题的主要依据，教师根据不同的测试点对学生的知识和技能的不同要求，如“会判断”、“会计算”、“能比较”等等，研制不同类型的测试题目。测试题以“选择题”为题型，教师对试题的题干、选项以及对应的辅助知识点都进行了仔细的推敲和反复论证，确保测试题严谨性与准确性，达到测试题对测试点的全方位覆盖。“一正三误”选项要求教师具有较强的预见性，尤其是三个错误选项必须体现学生关于此测试点可能出现的“典型错误”，或者“知识点误区”。教师为每一道测试题设置“知识提示框”，储备测试题对应的知识点及解释引导，为学生修复知识漏洞，参与“二次测试”提供帮助。

基于知识漏洞的命题，称为二次命题（每个错误选项层级下补充三道“补救题”）教师在测试题的研制过程中，针对每一个错误选项，即每一类典型错误，精心设计三道补救测试题目。一方面是重新评估学生在“知识修复”后的认知水平变化，检验知识修复的效果；另一方面是对学生的先前出现的认知漏洞或误区进行针对性“补救”，在“补救题”的思考解答过程中，帮助学生修正自己的认知结构，校正自己的认知误区，达到对该知识点的准确认识与把握。

基于网络，研发测试平台 自适应测试系统基本框架

1、初始测试

学生利用自己的帐号和密码登陆平台，根据自己的需要自主选择测试的模块参加初始测试。初始测试题是基于测试点的初始命题，均为选择题型，试题难度属于中等水平。学生经过思考与解答后，选出自己的答案，如果选择的答案是正确答案，系统则会自动结束本测试题的测试，直接进入到下一道测试题；如果选择了错误答案，系统则会自动启动“复活程序”，引导学生进入针对性的修复补救环节。通过初始测试，不仅可以得到学生已经掌握的知识和技能，而且还可以得到其认知缺陷以及需要改进的学习内容，也就是说可获得学生在某一知识点上的初始的认知水平和知识结构。（如下图）

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2、知识辅助

倘若学生选择了错误答案，则可以反映出该学生在某一知识点（或测试点）上存在知识漏洞与理解误区，亦能折射出学生关于此测试点的知识结构的不完善或缺陷。及时适当的知识辅助措施能有效帮助学生重温知识内容，基于信息化的网络工具帮助学生重建知识结构。系统自动弹出的“知识提示框”，为学生提供复习巩固旧知识，修复知识缺陷的机会，进一步加深对知识的理解与把握，消除认知误区与知识盲点。

3、补救测试

经历“知识修复”过程后，需要重新估量学生的知识水平，并根据学生新的知识水平与认知结构选择合适的测试试题，检验学生新的认知水平。自适应测试系统为每一道测试题的每一个错误选项都设置了三道“补救复活题”，有针对地帮助学生进行知识结构的自我修复，消除认识误区，完善认知结构。“补救题”尽可能从不同角度反映所属选项的错误类型，减少“错误”死角。

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4、评价管理

评价是测试的自然延续，科学的评价方式将直接决定测试的有效与否。该系统设置了学生自我评价与教师评价管理两类评价功能，满足学生进行认知结构自我诊断修复的需求，满足教师对“学情”把握的愿望。

学生在完成某一章节（或模块）的测试后，系统自动生成“我的答题情况”评价反馈量表，量表中详细记录了学生对每一道题目的解答情况，尤其是对出现错误的测试题目，系统给予了重点关注。并以评价量表的形式及时反馈给学生。

为帮助教师及时掌握学生的认知水平与知识结构的变化情况，系统设置了教师评价管理功能，分为两部分：

一是基于班级的诊断评价，系统可即时生成每一位学生对每一道测试题的初始测试以及补救测试的结果统计，包括每次测试答对的人数及学生名单，并显示答对人数占总人数的比例。

二是基于测试题目的诊断评价，系统对测试题目的详细统计分析：（1）哪些测试题的错误率高，；（2）哪些错误选项具有混淆性；（3）系统还记录了每一道测试题的不同学生的应答情况，便于教师对每位学生实施针对性的辅导，做到因材施教。

（图1：我的答题情况）

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（

（图2：班级统计）

（图3：试题分析）

主动参与，辐射平台效应

自适应测试点的研制，形成知识网格，让教师明确了“要教什么（内容），要教到什么程度（目标）”，让老师在进行教学设计和课堂教学时，做到心中有数。大大减少了教师担心知识点遗漏而过多增加教学内容、课堂容量和作业量，造成教师和学生负担过重的现象。自适应测试题目的命制，依据测试点，对照双向细目表进行命题，可以有效防止知识点的遗漏，避免了以往只凭经验命题的弊端。教师依据测试点进行针对性练习与测试，大大减少了以往复习迎考过程中师生焦虑与紧张的现象。教师根据学生自适应测试诊断的结果，把握学生的认知结构及其变化，针对学生的知识漏洞与缺陷，及时调整教学方式与教学策略，满足学生不同的学习需求。

在自适应测试平台的牵引下，学生的数学学习呈现出“四有”的利好转型，即“有

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目标指向、有诊断测试、有评价反馈、有补救修复”。学习目标明确清晰的课堂教学，针对性的诊断测试与问题反馈，让学生明白“要学什么，要学到什么程度，还差什么没学到”，学生对于自己的学习漏洞以及要达成的学习目标有了更加明确的认识和把握。运用“数学自适应测试平台”，学生进行自主测试与诊断，第一时间获得反馈信息，进行知识漏洞的自我修复与补救，大大提升了学习的效率与自主学习的能力。学生的学业成绩显著提高，教学质量的整体攀升，“学困生”数量逐渐减少，“优等生?特长生”不断涌现。

自适应测试平台的研发，带动了以命题评价研究为突破口的学科深度教研，“教材研究”、“学情研究”、“评价研究”成为了教师工作的常态，“以学定教”成为了教学工作的重要准则。“数学自适应测试系统”有力地释放着“减负增效”、“以学定教”的科学教学、有效教学的信号，已经开始深刻影响着学校整体的教育教学理念与工作思路。

应对挑战，积极思考对策

教育的信息化与数字化是当前教育改革不可逆转的趋势，现代信息技术与课程教学的整合是当前教育教学改革的重点，也是难点，“自适应测试”是当今最前沿的测试理论与技术之一，是对认知结构的测试评价方式。在该项目的推进过程中，主要面临以下几方面的问题：一是自适应测试平台的研发与完善对教师的信息技术水平提出更高的要求，需要教师以更高的水平将对课程教学内容进行信息化处理，转变成为学习者的数字化学习资源，利用信息化加工工具让学生进行知识重构。二是学生的数学认结构的形成受到学生自身的认知水平与思维方式，以及教学内容与教学方式的影响，因而呈现出复杂多变以及个性化的表现形式，这就增加了教师对学生数学认知结构把握的难度。学生数学认知结构的研究是一项学术性、专业性很强的工作，需要具备心理学、教育学等多类知识，这对于普通教师而言，是一项严峻的挑战。三是基于现代信息技术的自适应测试手段与传统教学方式的有效融合问题，努力挖掘各自的优势，充分发挥信息技术对传统教学方式的优化辅助作用，这样的变革将会是一个漫长而又艰辛的过程。

基于问题，思考对策。一是加强对教师的现代信息技术运用的培训，学习数字化环境下的课程教学理论知识，进一步加深对基于学科的自适应测试的认识与理解。二是组织教师系统学习数学认知结构的理论知识，包括数学学习心理学、数学教育理论等知识；把握认知结构与知识结构的关系，把握学科的“元”知识结构、学科课程结构、学生的知识结构三者之间的关系。将认知结构理论与数学课堂教学有机联系起来。三是积极尝试根据不同的课程教学内容选择不同的教学方式，充分发挥基于信息技术“自适应测试系统”的优势对学生开展“基础知识和基本技能”的训练与学习；积极开拓更多更适合的方式对学生“基本活动体验和基本思维方法”的培养与锻炼。最终实现教学方式的多元化，以满足学生多样化的学习需求，为每个学生提供适合的教育。

结束语

教育的信息化与数字化是当前教育改革不可逆转的趋势，广大教育工作者应该主动接受现代信息技术对教育教学方式变革的影响和作用，实现数字化手段与传统教育教学方式的成功对接，达成二者的优势互补，相互促进，共同推动教育教学水平的提高。然而，现代信息技术与课程教学的整合，数字化环境下实现教与学方式的转变不可能一蹴

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而就，而将会是一场涉及教育理念、教育技术、教育手段的长期的、重大的、影响深远的变革。

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