面向?qū)W習過程的復雜技能測評設(shè)計及成效

徐顯龍 沈王琦 張琦慧 何燕妮 余平

關(guān)鍵詞：學習過程;復雜技能;測評設(shè)計;機器人系統(tǒng)工作站搭建

一、引言

美國21世紀技能聯(lián)盟提出“新平衡學習”預期學習結(jié)果指向?qū)W習與創(chuàng)新技能、數(shù)字素養(yǎng)技能以及生活和職業(yè)技能，認為學生需要兼具核心專業(yè)技能、創(chuàng)新解決問題的能力和信息素養(yǎng)，從而具備駕馭復雜生活和工作環(huán)境的能力[1]?！吨袊圃?025》提出建立健全多層次人才培養(yǎng)體系，將重視專業(yè)技術(shù)、創(chuàng)新人才培養(yǎng)與強化職業(yè)技能培訓相結(jié)合，培養(yǎng)行業(yè)急需的復合型人才[2]。這些都表明當前的人才培養(yǎng)需要以學生職業(yè)能力發(fā)展為目標，以綜合素養(yǎng)提升為推手，強調(diào)學生在真實、復雜的職業(yè)問題解決過程中身體、能力與思維之間復雜的多維和多向互動，這就對面向特定職業(yè)工作情境的且又包括知識、技能和態(tài)度為一體的專業(yè)復雜技能學習提出了更高的要求。

然而，復雜技能學習并不是孤立地學習各個不同技能的簡單累加，而是體現(xiàn)為復雜學習的“整體大于部分之和”，溢出的這一部分正是協(xié)調(diào)和綜合這些“部分”能力，且這種協(xié)調(diào)和綜合的學習過程是一個不斷循環(huán)迭代的過程。測評在這一循環(huán)迭代過程中具有非常重要的作用，一方面，通過復雜技能測評可評估學生的學習效果，以確定是否實現(xiàn)預期學習目標;另一方面，測評能為學生復雜技能整個學習過程中提供指引，發(fā)揮測評在學生學習過程中的指揮棒作用，達到以評促學的目的。因此，通過面向?qū)W習過程的復雜技能測評能夠幫助學生發(fā)現(xiàn)自身在這一循環(huán)迭代學習過程所處的具體位置，以明確復雜技能學習的起點，提高復雜技能學習的效率和效果。

但是，通過查閱、分析和整理國內(nèi)外相關(guān)文獻，以及結(jié)合對上海多所高職學院和中職學校的實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)：當前國內(nèi)外對復雜技能測評相關(guān)研究較少，且僅有的研究大多關(guān)注復雜技能學習效果的總結(jié)性測評以及測評自動化等方面，缺少對復雜技能學習中過程性考核與結(jié)果性考核相結(jié)合的學業(yè)考評制度的探索。這正與《深化新時代教育評價改革方案》中提出要“堅持科學有效，改進結(jié)果評價，強化過程評價，探索增值評價，健全綜合評價，充分利用信息技術(shù)，提高教育評價的科學性、專業(yè)性、客觀性”的原則對應起來。

為此，本文以面向?qū)W習過程的復雜技能測評作為切入點，研究復雜技能的過程性測評與總結(jié)性測評有機結(jié)合，以健全復雜技能學習綜合評價。通過復雜技能測評目標過程性的分解，明確復雜技能學習過程的考核點，確定考核數(shù)據(jù)的獲取途徑和方法，能為在復雜技能學習過程性評價提供方法上支持;同時，還能夠幫助教師識別學生在復雜技能學習過程中問題出現(xiàn)在哪個階段，并發(fā)現(xiàn)這些問題產(chǎn)生是由于沒能掌握哪些知識、圖式和規(guī)則等，進而精準有效地位學生提供及時的反饋與糾錯。這些將從理論方法與實踐指導上完善職業(yè)院校教育教學的評價機制，從而進一步推動新時代職業(yè)教育評價改革。

二、研究框架

（一）問題提出

當前，國內(nèi)外對復雜技能測評研究主要集中在測評的模型設(shè)計、系統(tǒng)開發(fā)和應用實踐等方面，在國外，典型研究包括：Van Merrienboer將復雜技能學習效果評估工具開發(fā)分為將復雜技能分解為各組成技能、將各組成技能根據(jù)復用性和非復用性進行劃分并編制相應的學習目標、以及開發(fā)各組成技能具體評估工具共三個階段[3];Kevin等通過添加帶有嵌入式提示的視頻彌補基于文本的分析評估準則在技能掌握的不足，將基于文本的分析評估準則轉(zhuǎn)換為“視頻增強分析評估準則”，提高對復雜技能心理模式的評估效果[4];Herde等提出了MCS方法來評估一般復雜問題解決技能及其過程知識獲取和知識應用，并通過案例展示如何評價復雜問題解決技能[5]。有些研究僅僅是對客觀題進行自動測評和形成性評價，如Wilson通過使用計算機輔助大一學生在地理課中進行多項選擇練習測試，通過學生所做題目的難易程度、題目對知識的記憶點或知識的應用和分析等不同，為學生提供形成性評估，研究發(fā)現(xiàn)使用計算機輔助測評的學生的成績明顯高于對照組[6];Melo等和Lim等分別從技能掌握情況、認知負荷、學習遷移和任務完成耗時等角度對學生的復雜技能學習過程進行了評估[7][8]。

在國內(nèi)，徐顯龍等從知識、圖示、規(guī)則和綜合應用技能四個方面對學生學習青花瓷鑒賞技能的效果進行了總結(jié)性評價[9]。邱飛岳等提出了基于4C/ID模式的復雜學習平臺構(gòu)架，并闡述學習平臺的體系結(jié)構(gòu)、功能模塊以及平臺的學習流程[10]。呂朝華開發(fā)基于專家-新手模型的技能培訓系統(tǒng)，通過其找出專家和新手之間的區(qū)別，對新手在技能學習時進行診斷，并提供指導和幫助[11]。王宏宇將“學習任務書”作為教學反饋的載體，并以學生在學習過程中填寫并提交學習任務書的方式，對學生復雜技能學習過程進行監(jiān)控和評價[12]。

從整體上看，國內(nèi)外研究主要集中于復雜技能測評在各個教學情景中的具體應用，并通過對組成技能綜合測試、問卷、觀察、訪談等方法檢驗學生復雜技能學習效果，且大多都是在教學任務完成之后進行測評。但就面向?qū)W習過程的復雜技能測評研究而言，存在主要問題包括：一是當前國內(nèi)外缺少針對復雜技能測評方法的系統(tǒng)性研究，如制定復雜技能學習過程性測評標準、建構(gòu)普遍認可的復雜技能過程性測評模型、過程性測評數(shù)據(jù)如何獲取等，也較少關(guān)注復雜技能學習過程中對學習者學習效果的動態(tài)分析、形成性評價與反饋的研究。二是國內(nèi)外對復雜技能測評研究大多是一些較為通用的、面向程序性知識的自動測評應用研究，但較為缺乏針對復雜技能學習測評的實證研究，在已有測評應用研究中多數(shù)是總結(jié)性評價，缺乏對復雜技能學習過程的形成性評價。

為此，本文構(gòu)建面向?qū)W習過程的復雜技能測評整體框架，并以上海D職業(yè)技術(shù)學院機電一體化專業(yè)“工業(yè)機器人操作與編程”課程中“機器人系統(tǒng)工作站搭建”技能為目標技能，通過開展實證研究來初步證實面向?qū)W習過程的復雜技能測評設(shè)計的可行性和有效性。

（二）面向?qū)W習過程的復雜技能測評整體框架

為判斷學生是否具備解決特定職業(yè)領(lǐng)域情境下的真實問題解決能力，就需對學生多領(lǐng)域的相關(guān)知識、技能以及問題解決的一般途徑進行綜合的、持續(xù)的考察。復雜技能測評目的是從學生的問題解決方案、推理思路、決策過程和典型程序錯誤、缺陷規(guī)則、錯誤概念等方面提供認知反饋和診斷性反饋，這就需要建立面向?qū)W習過程的復雜技能測評。

一方面，為了對學生的復雜技能學習過程從橫向和縱向開展完整、系統(tǒng)和有效的學習測評，首先需要在課程學習目標的基礎(chǔ)上，通過復雜技能層級分解方法對復雜技能學習目標進行過程性分解，構(gòu)建測評目標層級分解體系;其次，分別對其技能學習目標所涉及的測評考核點從問題解決流程、客觀知識概念、工作基準規(guī)則和技能操作流程四個角度進行梳理與分析，進而設(shè)計出面向復雜技能學習目標完整、系統(tǒng)性評價的過程性測評目標考核點體系;最后，分析各具體考核點所對應的數(shù)據(jù)需求，包括對所需數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)獲取途徑、數(shù)據(jù)處理方法以及數(shù)據(jù)反饋路徑的設(shè)計，并依此設(shè)計基于真實完整問題情境的圖示建構(gòu)與熟練測評任務，實現(xiàn)對復雜技能學習的過程性測評。

另一方面，為了實現(xiàn)上述復雜技能測評過程、保證學生復雜技能學習效果，需要改變當前研究中以總結(jié)性學業(yè)水平測試和簡單過程性測試為主的復雜技能測評模式，將過程性評價引入復雜技能測評設(shè)計中。過程性評價的本質(zhì)特點在于收集信息以改進教學，其核心功能在于反饋。復雜技能的學習過程可分為相互之間較為獨立且連續(xù)的學習各階段，在各階段中引入過程性評價不僅可以揭示出上一階段相關(guān)組成技能學習效果，從而通過即時反饋的形式指導下一階段的課程內(nèi)容、學習策略與方法，還可以映射出學生在復雜技能各組成成分掌握程度上的優(yōu)勢與不足，從而指導教師進行即時的教學補救和個別化指導。因此，在復雜技能學習評價時，需要考慮學生學習過程的階段性表現(xiàn)，根據(jù)復雜技能整體學習目標，在對學生學習過程中圖式建構(gòu)、圖式熟練和圖式應用進行評價的基礎(chǔ)上，對學生的復雜技能掌握水平進行診斷，并通過提供學習指導、調(diào)整教學進度和重構(gòu)學習活動等方式支持學生復雜技能學習過程的動態(tài)優(yōu)化與調(diào)整，有效促進學生復雜技能學習目標的達成。

基于上述設(shè)計思路，以復雜技能綜合學習過程為基礎(chǔ)，構(gòu)建了面向?qū)W習過程的復雜技能測評框架，如圖1所示。

三、研究設(shè)計

（一）研究對象

《工業(yè)機器人操作與編程》是機電一體化專業(yè)學生的必修課程，其中“機器人系統(tǒng)工作站的搭建”要求學生根據(jù)實際情況在計算機模擬仿真環(huán)境中熟練進行機器人工作站的搭建，具有明顯的復雜技能特征。研究選取上海D職業(yè)技術(shù)學院機電一體化專業(yè)2016級41名學生為研究對象，將其分為實驗組19人和控制組22人，經(jīng)過前測，結(jié)果表明兩組學生在學習該目標技能的先驗知識上沒有顯著差異。

（二）機器人系統(tǒng)工作站搭建技能測評設(shè)計

1.測評目標過程性分解

（1）確定學習目標

機器人系統(tǒng)工作站搭建的學習目標為學生能在分析客戶需求的基礎(chǔ)上熟練地在工業(yè)機器人模擬仿真程序中完成選取并添加所需工業(yè)機器人、所需工具、相應工件和外圍設(shè)施以構(gòu)建工作站模擬物理環(huán)境的一系列相關(guān)操作，并針對特定機器人通過選擇合適的語言以及所需工業(yè)網(wǎng)絡創(chuàng)建機器人控制系統(tǒng)，從而完成完整的機器人工作站系統(tǒng)搭建。

（2）技能層級分解

根據(jù)技能層級分解過程，將機器人系統(tǒng)工作站搭建任務從“在計算機模擬軟件中進行物理環(huán)境的構(gòu)建”和“機器人控制系統(tǒng)的創(chuàng)建”兩個過程進行劃分，提取出一級復雜技能。構(gòu)建的“機器人系統(tǒng)工作站搭建”技能層級如下頁圖2所示。其中，構(gòu)建物理環(huán)境的過程包括需要根據(jù)任務提出的不同要求在虛擬場景中按順序先后配置工業(yè)機器人、機器人所使用的的工具、其他相關(guān)外圍環(huán)境設(shè)施，并將機器人所需處理的工件放置于外圍設(shè)施中;創(chuàng)建機器人控制系統(tǒng)的過程包括進行機器人系統(tǒng)語言和工業(yè)網(wǎng)絡選擇在內(nèi)的一系列操作步驟。由于上述各部分對在不同問題情境中的復用性知識概念、操作技能與相應規(guī)范有所涉及，因此將其均作為再生性技能進行學習。此外，為了促進學生對機器人工作站搭建的問題解決過程圖式的掌握，將機器人系統(tǒng)工作站搭建流程作為創(chuàng)生性技能進行學習。最后，在與任課教師溝通與交流后，確定了以順序關(guān)系和轉(zhuǎn)換關(guān)系作為組成技能之間的時序關(guān)系。

（3）面向?qū)W習過程的測評目標層級分解

在利用組成技能層級分解模型對復雜技能進行學習內(nèi)容過程性分解的基礎(chǔ)上，為了實現(xiàn)對學生復雜技能學習情況全面、詳實的測評與分析，基于所建立的技能層級關(guān)系對復雜技能學習目標向?qū)W生的學習過程進行了逐層分解。如圖3所示，針對終點復雜技能，構(gòu)建整合完整的任務解決路徑和所需技能的學習目標;針對于各層級組成技能，構(gòu)建面向任務解決各流程、各階段的相關(guān)組成技能學習目標;針對于體現(xiàn)復雜技能中的再生性與創(chuàng)生性組成技能，從學習者所需達到的圖式熟練和圖式建構(gòu)水平角度構(gòu)建相關(guān)學習目標，并從基準、規(guī)則和態(tài)度等方面對各組成技能所需遵循的標準與規(guī)范進行詳細、具體的闡述。

2.技能測評目標向考核點的轉(zhuǎn)換

在確定了“機器人系統(tǒng)工作站搭建”技能測評層級目標后，為了便于實施測評，就需要將各層級目標向知識、流程、規(guī)則以及綜合應用等技能考核點進行轉(zhuǎn)換，形成了技能測評目標與考核點對應關(guān)系，如表1所示。為此，設(shè)計了該技能的圖式建構(gòu)、圖式熟練和圖式應用三類共四個任務。

在圖式建構(gòu)的測評任務1中，主要考核學生是否掌握根據(jù)客戶特定情境中需求分析得出搭建機器人系統(tǒng)工作站的流程的能力。為此，該任務營造了包裝盒裝配機器人生產(chǎn)線需求的真實問題情境，要求學生通過觀看學習構(gòu)建機器人工作站過程的微課，并繪制能反映出機器人工作站創(chuàng)建過程的思維導圖。通過測評任務1，一方面能考核學生對于機器人工作站及其組成等客觀知識的掌握程度;另一方面，也能考核學生對機器人工作站搭建流程是否掌握。

在圖式熟練的測評任務2中，主要考核學生是否掌握根據(jù)客戶特定情境中需求搭建工作站物理環(huán)境的能力。為此，該任務以消毒水包裝盒生產(chǎn)線的搭建為真實問題情境，在為學生提供客戶具體需求和機器人工作車間設(shè)計圖樣例等材料的基礎(chǔ)上，要求學生在已建成部分工作站的程序文件基礎(chǔ)上對所缺失的部分進行補全，從而完成機器人工作站的完整搭建。通過測評任務2，不僅能實現(xiàn)學生對機器人工作站種類、機器人工具類型、工作站外圍物理設(shè)施和功能等客觀知識考核;還能考核學生在搭建機器人工作站物理環(huán)境過程中是否能正確且熟練地進行添加機器人、機器人工具、外圍物理設(shè)施和工件。

在圖式熟練的測評任務3中，主要考核學生是否掌握根據(jù)客戶需求創(chuàng)建機器人工作站控制系統(tǒng)的能力。為此，該任務仍以消毒水包裝盒生產(chǎn)線的搭建為真實問題情境，通過為學生提供客戶具體需求，要求學生對現(xiàn)有工作站中所缺失的部分進行補全，從而完成完整機器人工作站的搭建。通過測評任務3，一方面，能考核學生對工作站控制系統(tǒng)及其組成、系統(tǒng)中語言和工業(yè)網(wǎng)絡配置的涵義與功能等客觀知識的掌握程度;另一方面，能考核學生在搭建機器人工作站控制系統(tǒng)中是否正確且熟練進行系統(tǒng)語言和工業(yè)網(wǎng)絡選擇操作。

在圖式綜合應用的測評任務4中，主要考核學生是否掌握根據(jù)客戶的不同需求來分析和創(chuàng)建機器人工作站的遷移能力。為此，該任務創(chuàng)設(shè)了國內(nèi)某廠家口罩包裝生產(chǎn)線需求的真實問題情境，為學生提供客戶大致需求和機器人工作車間設(shè)計圖樣例等材料的基礎(chǔ)上，要求學生完成包括機器人程序創(chuàng)建、工作站搭建流程的思維導圖繪制以及工作站控制系統(tǒng)和物理環(huán)境搭建在內(nèi)的完整機器人工作站搭建。通過測評任務4，能夠?qū)崿F(xiàn)學生在機器人工作站搭建過程中客觀知識概念、問題解決流程、技能操作規(guī)則等綜合應用能力的考核。

3.考核點測評數(shù)據(jù)的獲取途徑與處理方法

在復雜技能學習測評考核點確定之后，如何合理對學習任務承載考核點的測評數(shù)據(jù)獲取與處理是實現(xiàn)面向?qū)W習過程的復雜技能測評又一個關(guān)鍵難點。以“機器人工作站搭建”技能為例，在確認其考核點之后，分析了搭建機器人工作站四個學習任務的測評數(shù)據(jù)、測評方式、數(shù)據(jù)獲取途徑及其處理方法，建立了“機器人工作站搭建”技能考核點測評數(shù)據(jù)的獲取途徑與處理方法，如圖4所示。

首先，在“機器人工作站搭建”技能的知識、流程、規(guī)則和綜合應用考核點確定之后，分析并歸納出各考核點所需的測評數(shù)據(jù)。其次，對于技能知識測評數(shù)據(jù)，采取編制客觀試題方式進行測評;對于流程測評數(shù)據(jù)，采用繪制思維導圖的方式進行測評;而對于規(guī)則和綜合應用的測評數(shù)據(jù)，則采取以真實情境測評任務方式進行測評。接著，對于不同測評方式，則有不同數(shù)據(jù)獲取途徑，如對客觀試題和繪制思維導圖方式，采取計算機自動獲取途徑獲得這些測評數(shù)據(jù);而對真實情境測評任務方式，則采用學生在機房臺式機電腦完成后上傳至測評系統(tǒng)途徑獲得測評數(shù)據(jù)。最后，針對不同數(shù)據(jù)獲取途徑，則采取不同的數(shù)據(jù)處理方法，如對于計算機自動獲取的客觀試題測評數(shù)據(jù)，采取計算機自動處理方法處理數(shù)據(jù);對于計算機自動獲取的思維導圖測評數(shù)據(jù)，則采取人工方式評分方法處理數(shù)據(jù);對于人工方式上傳的真實情境測評任務數(shù)據(jù)，仍采用人工方式評分方法處理數(shù)據(jù)。

（三）研究工具

在學業(yè)表現(xiàn)方面，從知識、流程和規(guī)則三個維度進行了測評工具的設(shè)計，以應用于學習的過程性與總結(jié)性評價之中。測評共設(shè)置了39個考核點，包括通過客觀測試題對學生的機器人系統(tǒng)工作站搭建知識掌握情況進行考核;通過真實情境下的具體操作任務對學生的圖式構(gòu)建和圖式熟練的掌握程度進行考核。

在課程學習結(jié)束后對學生的認知負荷進行了測評。從學生學習過程中的心理負荷、心理努力、情感體驗、教師有效教學、課程安排和學生自主學習等方面構(gòu)建了心理認知負荷的五級李克特量表以反映學生學習過程中的心理負荷和心理努力[13][14]。量表中共設(shè)置了14個問題，旨在通過對學生學習過程中的內(nèi)部、外部及關(guān)聯(lián)三方面的認知負荷的考察分析學習內(nèi)容本身和面向?qū)W習過程的復雜技能學習模式對學習者學習效果的影響[15][16]。機器人系統(tǒng)工作站搭建技能學習測評結(jié)構(gòu)模塊如表2所示。

（四）研究實施

受疫情影響，本次實驗依托于職教云平臺采用混合學習形式開展。在課程學習開始前，學習者通過學習教師所上傳的課件學習掌握該復雜技能所需的相關(guān)基礎(chǔ)知識;在課程學習過程中，教師通過職教云平臺的資料發(fā)布、交流論壇和作業(yè)收集等功能組織并開展教學活動。

研究實施流程如圖5所示。在實驗過程中，實驗組是基于面向?qū)W習過程的復雜技能測評整體框架開展學習活動，將過程性測評任務加入學習過程以支持教師對學生復雜技能學習情況的掌握，每次課程結(jié)束后，對學生作業(yè)進行下載和評價，根據(jù)測評結(jié)果通過平臺和教學視頻等形式進行任務總結(jié)和教學內(nèi)容調(diào)整;在完成課程學習后，通過完整任務的形式對學生圖式綜合應用能力進行總結(jié)性評價。對照組是采用基于傳統(tǒng)教學模式開展學習活動，不進行過程性考察，僅在課程結(jié)束之后與實驗組進行相同的總結(jié)性評價。實驗教學總時長為4課時。

四、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果討論

（一）過程性測評設(shè)計的應用效果

為驗證過程性測評支持并改進學生復雜技能學習的效果，對學生“機器人系統(tǒng)工作站搭建”技能學習過程中各測評任務涉及所有考核點的過程性與總結(jié)性得分進行對比分析，如下頁圖6所示。

在工作站系統(tǒng)搭建流程的學習過程中，從圖中測評任務1的過程性統(tǒng)計結(jié)果可得，學生對于“工作站處布局”“布局微調(diào)整”和“保存與打包工作站”共三方面的掌握情況較差（得分率低于80%），這說明學生在學習過程中并沒有對工作站搭建的任務形成完整的認知、尚未建構(gòu)出完整的認知圖式。根據(jù)測評任務1的結(jié)果，教師突出了在工作站系統(tǒng)搭建流程中對學生這三方面薄弱考核點部分的重點講解，以重新錄制教學視頻的方式在任務總結(jié)環(huán)節(jié)中通過播放視頻的方式給學生提供了反饋，實現(xiàn)學生復雜技能學習過程及時干預。

對于學生圖式建構(gòu)方面的過程性測評干預效果，可通過將圖中測評任務1得分與測評任務4中相關(guān)考核點的得分對比來說明。從下頁圖6中可看出，學生在這三個薄弱過程性考核點上的知識掌握情況均有所提升，其中，過程性干預對于學生“工作站初步布局”流程掌握的提升效果最為明顯，這表明面向?qū)W習過程的復雜技能測評設(shè)計能及時發(fā)現(xiàn)學生在圖式建構(gòu)學習中存在的問題，并通過教師開展針對性教學干預等方式有效支持學生的復雜技能學習過程。此外，學生在“創(chuàng)建控制系統(tǒng)”考核點上的總結(jié)性得分較學習過程中有較大的回落，這可能是由于在教學過程中未針對學生在過程性測評中掌握情況較好的考核點進行適時強化，從而導致學生了對于該問題解決流程的遺忘。

在物理環(huán)境構(gòu)建和控制系統(tǒng)創(chuàng)建的圖式進行熟練的學習過程中，從圖中測評任務2和任務3可得，學生對于“合理添加工件”考核點的掌握情況較差（得分率低于80%），這說明學生在學習過程中尚未掌握工件搭建所需遵循的工作規(guī)則，并且未能培養(yǎng)出正確、完整的操作技能。根據(jù)該過程性測評結(jié)果，教師通過錄制教學視頻的方式將工件的概念進行了重點介紹、并以實際操作動畫的方式對工件創(chuàng)建與布置過程中的具體操作步驟和相關(guān)規(guī)范進行了演示和說明，并通過在課堂任務總結(jié)環(huán)節(jié)中播放視頻的方式對學生的復雜技能學習過程進行了學習干預。

對于學生圖式熟練方面的過程性測評干預效果，可以通過將圖中測評任務2、任務3和任務4中相關(guān)考核點得分情況進行對比來說明。從圖6中可看出，過程性干預對于學生“合理添加工件”組成技能熟練的促進效果較為明顯，說明面向?qū)W習過程的復雜技能測評設(shè)計模式能較為準確地發(fā)現(xiàn)學生在技能操作和工作規(guī)則等方面存在的問題，從而幫助教師直觀地掌握課程教學效果，并通過教師以即時調(diào)整教學活動等方式有效地支持學生的復雜技能學習過程。此外，學生在機器人及工具的正確添加和工作環(huán)境的構(gòu)建上仍能保持較好的技能掌握情況，而在“正確選擇系統(tǒng)語言”和“正確選擇工業(yè)網(wǎng)絡”考核點上的總結(jié)性得分相較于學習過程有較大的回落，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因一方面可能是在實踐過程中對于測評任務3的設(shè)計缺乏一定的難度，導致未能對學生學習過程中機器人控制系統(tǒng)創(chuàng)建技能的熟練程度進行準確的評價;另一方面可能是由于未在任務總結(jié)復習階段從圖式建構(gòu)和熟練方面針對學習者在學習過程中表現(xiàn)良好的創(chuàng)建機器人控制系統(tǒng)組成技能進行復習和回顧。

（二）學業(yè)表現(xiàn)

為了進一步驗證面向?qū)W習過程的復雜技能測評的應用效果，通過測評任務4對實驗組和對照組的技能掌握情況進行總結(jié)性評價。測評以客觀測試題和具體操作任務的形式展開，測評內(nèi)容涉及對復雜技能學習過程中所有考核點的考察。為有效測評學生復雜技能綜合應用的遷移能力，測評任務4中真實問題情境與實驗組的過程性測評任務是不相同。

實驗組和對照組的學業(yè)表現(xiàn)如表3所示，實驗組在知識規(guī)則、圖式構(gòu)建以及總分的平均表現(xiàn)上均顯著高于對照組，這說明相對于傳統(tǒng)的教學設(shè)計，整合了過程性測評與干預的復雜技能學習設(shè)計對于學生復雜技能的學習有著顯著的促進作用，并集中體現(xiàn)為促進學生對客觀概念的和問題解決完整思路的認知上。在圖示熟練方面，實驗組平均得分略高于對照組，這表明面向?qū)W習過程的復雜技能學習測評設(shè)計對于學生操作技能和相關(guān)規(guī)則的促進效果不明顯，這可能是由于學習過程中并沒有針對實驗組在圖式熟練的薄弱環(huán)節(jié)設(shè)計并提供額外的操作性任務，而采用以視頻演示的方式進行干預，因而對于促進學生操作技能掌握的能力有限。

（三）認知負荷

在學習結(jié)束后，對學生學習過程中的內(nèi)部、外部及關(guān)聯(lián)三方面的認知負荷進行考核，以探究整合了過程性測評與干預的復雜技能學習設(shè)計對學生學習效果的影響。實驗組和對照組的認知負荷分析結(jié)果如表4所示。結(jié)果表明實驗組外部認知負荷方面顯著低于對照組，這說明相較于傳統(tǒng)的復雜技能學習方法，面向?qū)W習過程的復雜技能測評設(shè)計能夠更好地促進學生對于教學內(nèi)容的內(nèi)化、減輕學生的學習負擔并提高學生在圖式建構(gòu)和熟練方面的學習效果。此外，實驗組相對于對照組在內(nèi)部認知負荷、關(guān)聯(lián)認知負荷及總認知負荷上表現(xiàn)出更低的水平，但是兩組之間并沒有表現(xiàn)出顯著差異。

五、總結(jié)與展望

針對當前復雜技能學習中難以對學生學習過程進行完整、動態(tài)的掌握與及時干預，研究將過程性評價引入復雜技能綜合學習過程，建構(gòu)了面向?qū)W習過程的復雜技能測評框架，并以“機器人工作站搭建”為目標技能，開展了實證研究。結(jié)果表明實驗班在過程性任務中的表現(xiàn)說明面向?qū)W習過程的技能測評設(shè)計能有效提高學生機器人系統(tǒng)工作站搭建流程和規(guī)則的掌握;學業(yè)表現(xiàn)實驗班高于對照班，且在搭建流程和客觀知識方面有顯著差異;實驗班整體認知負荷低于對照班，且在外部認知負荷上存在顯著差異。

但在對復雜技能學習開展過程性評價與反饋的過程中，也有如下值得深入研究的問題：

一是加強對復雜技能學習測評的理論與方法研究，綜合學習設(shè)計方法正在逐漸成為學習者復雜技能掌握程度及其勝任力表征的有效方法，將其融入于復雜技能形成的復雜技能綜合學習強調(diào)學生在真實任務情境中綜合運用相關(guān)知識與技能以達成學習目標的過程，有助于學生在真實情境中能力的達成和素養(yǎng)的發(fā)展。但國內(nèi)綜合學習設(shè)計及其測評研究起步較晚、應用范圍較窄，對其研究主要集中在綜合學習設(shè)計理論的闡述和模式探究方面，對綜合學習設(shè)計實踐研究還不多，以及對復雜技能綜合學習測評的理論、方法與應用研究還未開始等，這些都需要國內(nèi)研究者加快速度加大力度對復雜技能學習測評展開系統(tǒng)化研究。

二是合理設(shè)計任務的問題情境、邏輯關(guān)系和難易程度，幫助教師進行面向?qū)W習過程的復雜技能學習測評設(shè)計。如何設(shè)計真實情境、邏輯清晰和難度適中的學習與測評任務以有效揭示學生的過程性技能掌握水平，過程性測評任務是面向?qū)W習過程的復雜技能學習測評設(shè)計能有效指導教師開展教學干預的前提，而學習測評任務設(shè)計過程中的情境不夠真實、邏輯不夠清晰以及難度不夠合理等問題會導致教師對學生能力掌握的不準確，進而影響復雜技能學習效果。因此，如何設(shè)計合理的學習測評任務，以有效反映和解釋各考核點上學生的學習現(xiàn)狀與不足，是保證復雜技能學習測評設(shè)計有效性的前提條件。

三是如何降低學生的認知負荷和教師的工作負擔是成功應用復雜技能學習測評的關(guān)鍵所在，在復雜技能學習過程中加入過程性評價，雖然可以有效反映學習者的學習情況，但對學習過程進行即時有效的反饋過程也會給教師在測評數(shù)據(jù)處理方面增添較重的負擔。如何在教學過程中通過復雜技能過程性測評系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)實現(xiàn)過程性數(shù)據(jù)的自動化采集與處理，是教師順利、便捷地使用面向過程的復雜技能測評設(shè)計提高課程教學效果的重要環(huán)節(jié)。同時，融合了面向?qū)W習過程測評的復雜技能學習設(shè)計能夠有效減少學習者的外部認知負荷，但在學生的認知過程中，其能同時投入的總體認知努力往往是恒定的。如何設(shè)計學習活動以提升關(guān)聯(lián)認知負荷的比例，從而提高其對于學習者有效知識轉(zhuǎn)化的促進作用，是進一步提升復雜技能學習效果的可能路徑。

四是提升復雜技能學習測評對專業(yè)人才培養(yǎng)支撐作用的認識，在專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，強調(diào)學生運用專業(yè)知識、技能和情感態(tài)度價值觀解決真實情境問題的綜合應用能力，而復雜技能學習測評是通過其對單元教學目標的支持、單元目標對課程目標的支持、課程目標對培養(yǎng)規(guī)格的支持以及培養(yǎng)規(guī)格對培養(yǎng)目標的支持等間接地支持專業(yè)人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。當前對面向?qū)I(yè)人才培養(yǎng)的復雜技能學習測評較多的關(guān)注在知識與能力的綜合應用方面，較少考慮將素養(yǎng)也融入到知識與能力的復雜技能學習評價上。因此，在當前強調(diào)三全育人理念指導下的專業(yè)課程思政改革背景下，研究包括知識、能力和素養(yǎng)在內(nèi)的復雜技能學習綜合測評就顯得尤為重要。