關(guān)于智能化課堂教學(xué)評價系統(tǒng)的探索*

◎福建省福州市第八中學(xué)　陳光

關(guān)于智能化課堂教學(xué)評價系統(tǒng)的探索*

◎福建省福州市第八中學(xué)陳光

基于網(wǎng)絡(luò)教室的課堂教學(xué)評價，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)；及時收集有效信息，利用多種信息工具對學(xué)生進(jìn)行評價；教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度高。在信息化課堂教學(xué)評價基礎(chǔ)上的“智能化課堂教學(xué)評價系統(tǒng)”，在課堂組織管理評價、學(xué)習(xí)知識的定性評價、適時評價信息引導(dǎo)教學(xué)進(jìn)程三個方面所發(fā)揮的積極有效作用。特別是“定性評價”時效性是本文重點(diǎn)探索的問題。應(yīng)用人工智能的技術(shù)，解決了教學(xué)評價的實(shí)用性、時效性、有效性的問題。更方便地服務(wù)于課堂教學(xué)方式的變革、教師教學(xué)設(shè)計的創(chuàng)新，有助于教學(xué)質(zhì)量的提升。

智能化；適時；評價；變革；創(chuàng)新；質(zhì)量

教學(xué)評價是整個教學(xué)活動的一個重要環(huán)節(jié)，目的在于獲得反饋信息，改進(jìn)教學(xué)，提升質(zhì)量，促進(jìn)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)。通過開展科學(xué)有效的課堂教學(xué)評價，能夠有效地鑒定教師的教學(xué)態(tài)度、教學(xué)質(zhì)量、工作能力、業(yè)務(wù)水平等，使學(xué)校的管理工作更系統(tǒng)化，決策更科學(xué)化。在推進(jìn)“智慧校園”研究與建設(shè)的大背景下，有條件、有能力運(yùn)用信息技術(shù)前沿技術(shù)人工智能于課堂教學(xué)評價中，“智能化課堂教學(xué)評價系統(tǒng)”在眾多的電子課堂教學(xué)評價系統(tǒng)中率先融入人工智能技術(shù)，課堂組織管理評價、學(xué)習(xí)知識的定性評價、適時評價信息引導(dǎo)教學(xué)進(jìn)程三個方面的發(fā)揮著積極有效的作用，用技術(shù)的力量，深化提升教學(xué)評價的效果。

一、智能化課堂教學(xué)評價系統(tǒng)的概述

1.智能化課堂教學(xué)評價系統(tǒng)簡介

“智能化課堂教學(xué)評價系統(tǒng)”（intelligent teaching evaluation system縮寫：ITES）是一套開源的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。該平臺包括教師平臺和學(xué)生平臺兩部分，教師平臺主要功能為教學(xué)活動管理、教學(xué)資源管理、動態(tài)教學(xué)流程設(shè)計、教學(xué)評價前置設(shè)計和課堂教學(xué)評價管理；學(xué)生平臺主要功能為學(xué)習(xí)態(tài)度管理、學(xué)習(xí)資源多元化、知識遷移的監(jiān)測。該平臺功能模塊的各類教學(xué)活動設(shè)計都具有評價功能，其中“評價管理”是專門為教學(xué)評價活動設(shè)計的模塊。

2.“智能化”研究的三個主要方面

（1）課堂組織管理評價

一般具備教學(xué)評價功能的電子教學(xué)平臺都是通過登入帳戶、密碼完成上課報到。普遍存在著代簽的盲區(qū)。而ITES是學(xué)生通過藍(lán)牙（隨著“智慧校園”的建設(shè)進(jìn)程）或指紋識別完成上課報到，學(xué)生進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)教室后以學(xué)習(xí)小組形式等自由入座通過圖形界面快速有序地登錄課程學(xué)習(xí)環(huán)境，瀏覽本課學(xué)案和教學(xué)任務(wù)。教師界面高效適時地評價課堂組織狀態(tài)，學(xué)生出勤以及教學(xué)目標(biāo)任務(wù)情況；后臺運(yùn)用“逃逸算法”掃描終端機(jī)在線在學(xué)狀態(tài)。

（2）課堂知識的定性評價

一般具備教學(xué)評價功能的電子教學(xué)平臺，定性問題（主觀題）的評價是用人工（教師）評價方式解決的，評價信息嚴(yán)重滯后，難以像客觀性問題評價那樣“即時”。而ITES則運(yùn)用SBT平衡樹（AT前沿技術(shù)）作為教學(xué)資源庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，時空復(fù)雜為O（logn），以二分查找法為檢索算法，檢索速度更快、占用內(nèi)存更小、更具跨平臺性與教學(xué)設(shè)計同步進(jìn)行。以一個標(biāo)準(zhǔn)班級56人為計，完成100字以內(nèi)主觀題，評價平均用時7秒以內(nèi)。完全適用于課堂定性問題的適時評價。

（3）適時評價信息引導(dǎo)教學(xué)進(jìn)程

每個教學(xué)環(huán)節(jié)評價結(jié)束后，教師可以運(yùn)用評價系統(tǒng)了解教和學(xué)兩方面的信息，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)程，改進(jìn)教學(xué)方法，指導(dǎo)學(xué)習(xí)方法。使分層次教與學(xué)活動的開展有了依據(jù)，評價功能與教學(xué)活動形影相隨，更方便地服務(wù)于教師。

二、運(yùn)用智能化課堂教學(xué)評價系統(tǒng)進(jìn)行評價

信息技術(shù)教學(xué)一般都在網(wǎng)絡(luò)多媒體教室進(jìn)行。在信息技術(shù)教學(xué)過程中，必須對教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量進(jìn)行評價。通過評價，了解教和學(xué)兩方面的評價信息，依據(jù)適時的評價信息及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)程、改變教學(xué)方法、指導(dǎo)學(xué)習(xí)方法，促進(jìn)知識遷移。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，信息技術(shù)教學(xué)評價可以從認(rèn)知、操作兩個方面進(jìn)行，具體的有：基本概念、基本技能、創(chuàng)新能力、綜合運(yùn)用能力的測評。

1.學(xué)習(xí)態(tài)度的評價

學(xué)習(xí)態(tài)度情感價值觀的評價因應(yīng)成為課堂教學(xué)評價不可或缺的組成部分。學(xué)生登錄后，就成為課堂教學(xué)被評價的對象（圖一左所示），囿于“教學(xué)平臺”完成一堂課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

圖1的中圖上是監(jiān)控學(xué)生機(jī)的運(yùn)行狀況，其中綠色塊點(diǎn)表示正常，紅塊表示某個時間段該機(jī)發(fā)生“脫機(jī)”現(xiàn)象?！懊摍C(jī)、脫系統(tǒng)”的可能性：一是硬件故障（紅色！），教師可及時處置。二是故意違紀(jì)脫離（終端機(jī)更改設(shè)置）系統(tǒng)（紅色■），記錄其違規(guī)時間，促其在一定的時間范圍內(nèi)返回。三是學(xué)生終端脫離系統(tǒng)（藍(lán)色■）開小差做學(xué)習(xí)以外的事，五秒內(nèi)教師機(jī)自動發(fā)出“歸隊(duì)”的警示。教師利用課堂教學(xué)間隙在投影屏幕顯示一下監(jiān)控畫面對違規(guī)學(xué)生也是一種提醒。

與其它評價系統(tǒng)相比，ITES上課過程始終運(yùn)行“逃逸算法”掃描終端機(jī)在線在學(xué)狀態(tài)，并記錄“脫機(jī)”“開小差”時間。下課后給每位學(xué)習(xí)者一個客觀的“學(xué)習(xí)態(tài)度”的分值。使得課堂組織管理更加科學(xué)。

2.知識與能力的評價

一般的電子教室教學(xué)平臺對客觀問題的評價基本都準(zhǔn)確、及時到位。而主觀問題的評價目前則只能采用人工方式進(jìn)行，做不到“自動及時”。智能化課堂教學(xué)評價系統(tǒng)重點(diǎn)解決在課堂教學(xué)中主觀問題的定性評價上的客觀、及時的焦點(diǎn)問題。主要表現(xiàn)在兩個方面。

（1）學(xué)習(xí)態(tài)度。從二個方面進(jìn)行評價：①空白卷；②全文雷同率。雷同率越高，“學(xué)習(xí)態(tài)度”的評價等級就越低。

（2）知識與能力。從三個方面進(jìn)行評價：①主要觀點(diǎn)達(dá)標(biāo)率；②只有關(guān)鍵詞，無相應(yīng)描述性內(nèi)容；③關(guān)鍵詞邏輯關(guān)系。關(guān)鍵詞達(dá)標(biāo)數(shù)以及關(guān)鍵詞邏輯結(jié)構(gòu)的完整性指標(biāo)值越高評價等級就越高。

可以預(yù)測，任何評價方案，“速度”是瓶頸問題。假如我們從一個學(xué)生完成簡單問題的“關(guān)鍵詞邏輯關(guān)系”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)入手，假定只有三個關(guān)鍵詞，可它卻產(chǎn)生15條的關(guān)系。一個班級至少要搜索840條，所以快速地搜索成了解決問題的關(guān)鍵。SBT是一種自平衡二叉查找樹，是目前為止速度最快的高級二叉搜索樹。它可以很方便地實(shí)現(xiàn)動態(tài)順序統(tǒng)計中對稀疏的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，支持高效查詢操作。所以ITES采用了它。

當(dāng)然，所有的評價參數(shù)，都須前置設(shè)計。

實(shí)際應(yīng)用中例如，“體驗(yàn)順序結(jié)構(gòu)程序”中測試題：三位整數(shù)的反向輸出。例如輸入456，輸出應(yīng)為654。

Private Sub Comm and1_Click（）

Dim x As Integer，y As Integer

Dim a As Integer，b As Integer，c As Integer

x=Text1.Text

Text2.Text=y

End Sub

參考的代碼有：

這個問題的邏輯關(guān)系是明確，代碼的文本都是關(guān)鍵詞。是典型的全文本比對。

通過測試，全班56人的答題測試時間均不超過7秒。評價合格率達(dá)到83.41%

3.過程與方法的評價

ITES以人工智能技術(shù)為橋梁高效地聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和學(xué)校智慧“校園云”。這樣的評價平臺既是教學(xué)平臺又是資料建設(shè)的平臺。（如圖所示）

根據(jù)教學(xué)環(huán)節(jié)評價反饋信息，引導(dǎo)教學(xué)進(jìn)程。如圖所示：在教學(xué)環(huán)節(jié)1中第三組，第五組總體不達(dá)標(biāo)，如何進(jìn)入教學(xué)第二環(huán)節(jié)由任課教師做作判斷。

案例課題：體驗(yàn)順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計算法

教學(xué)第1環(huán)節(jié)設(shè)計：

這是一個主觀問題的評價，圖1評價信息提示教師，由于學(xué)生認(rèn)知水平的參差不齊，第二組、第五組總體不達(dá)標(biāo)。如果采用齊步走方式進(jìn)入下一環(huán)節(jié)教學(xué)學(xué)習(xí)，顯然是不客觀，不利于學(xué)生個性化發(fā)展，也不符合新課改的精神。為此，要關(guān)注學(xué)生的個別差異，鼓勵學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)。一方面要讓不同認(rèn)識水平的學(xué)生在原有的認(rèn)知基礎(chǔ)上能看到自己的進(jìn)步，另一方面又要考慮到學(xué)生的個體特點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生基本達(dá)到教學(xué)目標(biāo)和經(jīng)過努力拓展學(xué)習(xí)。讓不同層次的學(xué)生都有所進(jìn)步。

三、結(jié)論

智能化課堂教學(xué)評價技術(shù)集合了優(yōu)化SBT搜索算法技術(shù)、電子“白板”技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺技術(shù)，既是教學(xué)平臺又是資料建設(shè)的平臺。教學(xué)過程優(yōu)秀案例即時入教師空間；歷次的課堂教學(xué)評價數(shù)據(jù)存入管理空間或?qū)W生空間。

運(yùn)用“智能化課堂教學(xué)評價系統(tǒng)”于信息技術(shù)教學(xué)課堂（既計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教室環(huán)境）中，讓課堂組織管理更嚴(yán)謹(jǐn)、更人性化；主客觀評價結(jié)果能及時有效的反饋，時效性大大提高；階段評價信息引導(dǎo)學(xué)習(xí)進(jìn)程，個性化學(xué)習(xí)再也不是紙上談兵的事該系統(tǒng)促進(jìn)了信息技術(shù)教學(xué)方式的變革，教學(xué)設(shè)計的創(chuàng)新，是提升教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。它與各類IT的教學(xué)平臺有著高度的融合性，完全可以在基于網(wǎng)絡(luò)教室的學(xué)科教學(xué)中推廣應(yīng)用。

雖然，目前版本的智能化評價系統(tǒng)，“智商”水平不算高。但在信息技術(shù)課堂教學(xué)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了之前所有“電子評價”都無法踐行的“主觀問題的評價”。給課堂教學(xué)評價注入了新機(jī)。提升課堂教學(xué)評價信息化、智能化水平仍是今后深入研究的方向。

（責(zé)任編輯：鄒開煌）

*本文系福建省電化教育館信息技術(shù)研究課題“智能化課堂教學(xué)評價的研究”課題（項(xiàng)目編號：閩教電館KT1420）研究成果。