基于web的智能教學(xué)系統(tǒng)評(píng)價(jià)

基于web的智能教學(xué)系統(tǒng)評(píng)價(jià)

一、結(jié)果introduction智能系統(tǒng)是根據(jù)認(rèn)知科學(xué)為理論基礎(chǔ)，利用人工智能、教育心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科的成就，為學(xué)生提供有效的教育和科學(xué)教育的技術(shù)。ITS系統(tǒng)的智能性主要表現(xiàn)為:1、ITS系統(tǒng)區(qū)別對(duì)待不同的學(xué)生,注重一對(duì)一的師生關(guān)系(Tutoring),講究根據(jù)不同學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)進(jìn)行個(gè)性化教學(xué),實(shí)現(xiàn)“因材施教”。2、系統(tǒng)具有一定的自主性,動(dòng)態(tài)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),根據(jù)學(xué)生的水平和學(xué)習(xí)情況選擇和調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和進(jìn)度,系統(tǒng)自動(dòng)生成各種問題和聯(lián)系,在理解教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上自動(dòng)解決問題并生成答案。3、系統(tǒng)具有一定的智能性,以最佳的方式組織教學(xué)。系統(tǒng)可以診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)錯(cuò)誤,分析原因并采取糾正措施,能自動(dòng)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為,不斷改善教學(xué)策略等等。傳統(tǒng)上,智能教學(xué)系統(tǒng)由四大部分組成:知識(shí)庫(有關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)描述)、學(xué)生模型(學(xué)生的知識(shí)水平和學(xué)習(xí)能力)、教師模型(知識(shí)的傳授方法)和人機(jī)交互界面。其中人機(jī)交互界面部分是在智能教學(xué)系統(tǒng)和學(xué)生之間建立友好的通信交流方式,有時(shí)也被看成是教學(xué)方法的補(bǔ)充而作為教師模型的一部分。傳統(tǒng)的智能教學(xué)系統(tǒng)多數(shù)是單機(jī)或單獨(dú)運(yùn)行的(stand-alone),系統(tǒng)費(fèi)用昂貴,維護(hù)代價(jià)高,難以大范圍推廣應(yīng)用。隨著Web技術(shù)的發(fā)展和不斷成熟,基于Web的智能教學(xué)系統(tǒng)研究越來越受到重視。在Web上構(gòu)建智能教學(xué)系統(tǒng),這種方式利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了分布式教學(xué),可以同時(shí)接受多個(gè)用戶的并發(fā)訪問,資源利用率大大提高,又不受時(shí)間和空間的限制,可以在最大程度上滿足“因材施教”的需要?；赪eb的智能教學(xué)系統(tǒng)(Web-BasedIntelligenceTutoringSystem)綜合了傳統(tǒng)的ITS系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì),同時(shí)又結(jié)合了Web的特點(diǎn),客戶端結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適用范圍廣,人機(jī)交互界面簡(jiǎn)潔明了。系統(tǒng)具有智能性,結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué),可以通過多種多樣的交流工具進(jìn)行有效的交互和即時(shí)的通信反饋,能夠智能地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),提供了豐富的信息來源和良好的導(dǎo)航結(jié)構(gòu),可以進(jìn)行有效的信息過濾等等,實(shí)踐證明,基于Web的智能教學(xué)系統(tǒng)是ITS系統(tǒng)的發(fā)展方向。在發(fā)展基于Web的智能教學(xué)系統(tǒng)的過程中,如何對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)也越來越重要了。Web上的ITS系統(tǒng)既是一種計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),同時(shí)又具有一定的教育意義和實(shí)踐價(jià)值。從實(shí)踐層面上,本文作者認(rèn)為對(duì)基于Web的智能教學(xué)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)應(yīng)該從三個(gè)方面來進(jìn)行,即軟件系統(tǒng)評(píng)價(jià)、教學(xué)功能評(píng)價(jià)和實(shí)踐應(yīng)用評(píng)價(jià)。二、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了原計(jì)劃的功能模塊Web上的ITS系統(tǒng)首先是一種計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),我們首先應(yīng)該從軟件工程的角度來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià),判斷系統(tǒng)是否實(shí)現(xiàn)了原先計(jì)劃的功能模塊。這可以從這樣幾個(gè)方面來進(jìn)行:1、學(xué)生知識(shí)、教師模型、教學(xué)模型的評(píng)價(jià)基于Web的ITS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的ITS系統(tǒng)相似,只是在實(shí)現(xiàn)環(huán)境和采用的技術(shù)上有了新的變化。同傳統(tǒng)的ITS系統(tǒng)評(píng)價(jià)一樣,首先應(yīng)該對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)系統(tǒng)的知識(shí)庫進(jìn)行評(píng)價(jià),判斷相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)表述是否正確合理。在理想情況下,在整個(gè)系統(tǒng)完成之前應(yīng)該保證知識(shí)庫的描述是正確的,在系統(tǒng)完成之后這個(gè)模塊就應(yīng)該被認(rèn)為是正確的。確保領(lǐng)域知識(shí)模塊的正確性是ITS系統(tǒng)評(píng)價(jià)的首要任務(wù),只有這個(gè)任務(wù)完成了才能進(jìn)行其他的評(píng)價(jià)。學(xué)生模型的評(píng)價(jià):學(xué)生模型應(yīng)當(dāng)具有診斷和建模的功能。診斷就是可以檢測(cè)學(xué)生的行為并從中獲取有意義的信息。建模就是通過一種有意義的方式把學(xué)生過去和現(xiàn)在的信息描述出來,并提供給ITS系統(tǒng)使用。學(xué)生知識(shí)模塊的比較標(biāo)準(zhǔn)就是實(shí)際的學(xué)生,學(xué)生模型建立得越準(zhǔn)確,系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的反映就越靈敏和智能。教師模型的評(píng)價(jià):在理想情況下,ITS系統(tǒng)的教師模型應(yīng)當(dāng)可以模擬一個(gè)優(yōu)秀教師的教學(xué)行為。在一個(gè)特定的教學(xué)條件下,教師模型可以依據(jù)一定的教學(xué)策略和教學(xué)方法來設(shè)計(jì)并支配整個(gè)的教學(xué)過程。教師模型應(yīng)當(dāng)可以根據(jù)不同的學(xué)習(xí)者特征,如學(xué)習(xí)者的原有知識(shí)結(jié)構(gòu)、認(rèn)知發(fā)展水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)傾向性等,來實(shí)行個(gè)別化的教學(xué),“因材施教”,建立一個(gè)個(gè)性化的學(xué)習(xí)系統(tǒng)。教師模型的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)是科學(xué)的教育教學(xué)理論和優(yōu)秀的教師教學(xué)行為。人機(jī)交互界面的評(píng)價(jià):由于Web技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的發(fā)展,Web上的ITS系統(tǒng)的人機(jī)交互界面與傳統(tǒng)的ITS系統(tǒng)相比有了很大的提高。良好的人機(jī)交互界面應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)潔明了,清晰醒目,符合人機(jī)工程學(xué)的規(guī)范,有效地減少學(xué)生的認(rèn)知負(fù)擔(dān),界面容易操作。系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)功能評(píng)價(jià):ITS系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是具有智能性的,能夠自主地進(jìn)行學(xué)習(xí),能夠像現(xiàn)實(shí)生活中的教師那樣利用自身行為的一些信息來監(jiān)控自己的行為,能夠根據(jù)學(xué)生的行為反應(yīng)來調(diào)整自己的教學(xué)策略和教學(xué)方法。隨著時(shí)間的流逝,去評(píng)價(jià)ITS系統(tǒng)行為的變化,來檢測(cè)系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)模塊有沒有切實(shí)改善系統(tǒng)的行為,這一點(diǎn)是非常重要的。2、整體性能測(cè)試按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和軟件設(shè)計(jì)規(guī)范,檢查評(píng)價(jià)系統(tǒng)的整體性能。將系統(tǒng)放到真實(shí)的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試,系統(tǒng)的各部分功能是否正常,模塊之間的銜接是否合理、流暢和自然,系統(tǒng)整體的健壯性、穩(wěn)定性、容錯(cuò)性如何等等。3、是否適用于網(wǎng)絡(luò)安全在評(píng)價(jià)基于Web的智能教學(xué)系統(tǒng)時(shí),我們必須注意整個(gè)ITS系統(tǒng)是基于Web的,是在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的,所以評(píng)價(jià)系統(tǒng)是否適應(yīng)了Web的特點(diǎn),是否適合于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也是十分必要的。比如系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)是否適合Web方式,內(nèi)容組織是不是適宜學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí),是否可以適應(yīng)不同的客戶端硬件系統(tǒng),是否可以適用于不同的瀏覽器和操作系統(tǒng),對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求是否適當(dāng),是不是采用了當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)技術(shù),是不是提供了不同的語言版本,是不是支持網(wǎng)絡(luò)上的協(xié)同學(xué)習(xí),彼此之間的交流方式是不是簡(jiǎn)單、流暢等等,Web方式的應(yīng)用必須考慮到類似這些的問題。4、開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)和應(yīng)用中的作用完整的文檔資料是任何一個(gè)軟件系統(tǒng)的重要組成部分,在軟件的開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)和應(yīng)用中起著非常重要的作用,必須予以高度的重視。Web上的ITS系統(tǒng)必須具有完整的文檔資料,便于日后的維護(hù)使用,這一點(diǎn)也是評(píng)價(jià)內(nèi)容中不可缺少的一部分。三、技術(shù)的教學(xué)服務(wù)Web上的ITS系統(tǒng)必須服務(wù)于整體的教學(xué)功能,任何技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)都應(yīng)當(dāng)為教學(xué)服務(wù),以教學(xué)為中心。這一部分的評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)由資深的教育教學(xué)專家、教育技術(shù)開發(fā)專家和教育教學(xué)第一線教師參與,評(píng)價(jià)可以從這樣幾個(gè)方面來展開。1、建構(gòu)主義的要求一個(gè)實(shí)用的ITS系統(tǒng)必須貫徹先進(jìn)的教育教學(xué)思想、教育理念,符合學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知心理特點(diǎn)。近年來,建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論逐漸成為Web學(xué)習(xí)方式的核心理論。整個(gè)Web上的ITS系統(tǒng)必須體現(xiàn)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的要求,提供豐富的學(xué)習(xí)情境,并利用Internet網(wǎng)開放式的環(huán)境構(gòu)建一個(gè)相互交流、協(xié)作的環(huán)境,提供有效的人機(jī)對(duì)話和人人對(duì)話,實(shí)現(xiàn)建構(gòu)主義的“情景”、“協(xié)作”、“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”四個(gè)要素的要求。在教學(xué)策略和教學(xué)方法上,應(yīng)當(dāng)給學(xué)生提供多種多樣的學(xué)習(xí)方式,可以讓學(xué)生進(jìn)行人機(jī)交互的學(xué)習(xí)、小組的協(xié)作學(xué)習(xí)、探究式的學(xué)習(xí)等等,系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)可以對(duì)學(xué)生的各種學(xué)習(xí)方式提出合理的建議等等。2、導(dǎo)向性學(xué)習(xí)的動(dòng)力基于Web的ITS系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)給學(xué)習(xí)者提供豐富的超媒體資源,為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造出一種由他們自行控制的學(xué)習(xí)環(huán)境。在這種學(xué)習(xí)環(huán)境中,知識(shí)的組織和導(dǎo)航結(jié)構(gòu)很重要。如果設(shè)計(jì)得不好,就會(huì)使一些學(xué)習(xí)者迷航,產(chǎn)生一種無所適從的感覺,從而增加學(xué)生的認(rèn)知負(fù)擔(dān),降低學(xué)習(xí)效率。Gayle等人(1999)的教育實(shí)驗(yàn)顯示,在航行中高分組的學(xué)習(xí)者是靠自信、系統(tǒng)提示和練習(xí)為基礎(chǔ)來做航行決定的,很少依靠好奇、熟悉和興趣等來產(chǎn)生航行決定,這樣的學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)之后的測(cè)試中所得分?jǐn)?shù)也比較高。在Web上的ITS系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)為學(xué)生建立學(xué)習(xí)者自己的日志,為學(xué)生呈現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)生成的學(xué)習(xí)者狀態(tài)、學(xué)習(xí)進(jìn)度、目前的知識(shí)水平和學(xué)習(xí)方法建議等等信息,給予學(xué)生及時(shí)準(zhǔn)確的提示。系統(tǒng)自動(dòng)記錄學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)路徑、學(xué)習(xí)心得,提供便捷的檢索和幫助方式,提供清晰明了的導(dǎo)航結(jié)構(gòu)等等。3、協(xié)同學(xué)習(xí)過程中被教育者的評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)與反饋是Web上的ITS系統(tǒng)不可缺少的一部分,對(duì)于這一部分也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行嚴(yán)格的評(píng)價(jià)。目前許多系統(tǒng)中的評(píng)價(jià)只是系統(tǒng)對(duì)學(xué)習(xí)者的評(píng)價(jià),還應(yīng)當(dāng)考慮學(xué)習(xí)者自身的評(píng)價(jià)、協(xié)同學(xué)習(xí)中同伴的評(píng)價(jià)等等,這些方式的評(píng)價(jià)對(duì)于學(xué)習(xí)者獲得學(xué)習(xí)成就感是非常有效的。另外還應(yīng)當(dāng)具有系統(tǒng)對(duì)自身系統(tǒng)的評(píng)價(jià)功能,這是系統(tǒng)智能性的體現(xiàn),這有利于系統(tǒng)自身根據(jù)一定的策略進(jìn)一步的完善。四、實(shí)踐應(yīng)用效果評(píng)價(jià)將Web上的ITS系統(tǒng)投入實(shí)際使用以后,還應(yīng)當(dāng)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用效果進(jìn)行評(píng)價(jià),來檢驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況。在前面兩類評(píng)價(jià)通過的基礎(chǔ)上,此時(shí)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的實(shí)際教學(xué)效果。主要可以從這樣幾個(gè)方面來進(jìn)行。1、學(xué)習(xí)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)評(píng)價(jià)一個(gè)ITS系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵就是要看它是不是可以有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成就。在系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后,應(yīng)當(dāng)檢驗(yàn)一下學(xué)生的學(xué)習(xí)成就,看看這套系統(tǒng)是不是提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。這種評(píng)價(jià)可以采用測(cè)試法、對(duì)照實(shí)驗(yàn)法、學(xué)生自我測(cè)評(píng)法等等開展。在做這樣的評(píng)價(jià)時(shí),應(yīng)當(dāng)注意對(duì)學(xué)生不同層次的學(xué)習(xí)掌握程度進(jìn)行評(píng)價(jià),例如知識(shí)可以分為陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)、元認(rèn)知策略等,應(yīng)當(dāng)對(duì)這些層次或領(lǐng)域的知識(shí)都進(jìn)行評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)它們各自掌握或提高的程度,從而對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際教學(xué)效果有一個(gè)總體的評(píng)價(jià)。2、如何系統(tǒng)設(shè)計(jì)在實(shí)際的應(yīng)用過程中,還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理,是不是存在由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問題而增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)困難和認(rèn)知負(fù)擔(dān),系統(tǒng)不是適應(yīng)學(xué)生原有的學(xué)習(xí)習(xí)慣,學(xué)生對(duì)于系統(tǒng)是否容易掌握,學(xué)生對(duì)于系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法有沒有什么意見等等。3、關(guān)于及其改進(jìn)的作用簡(jiǎn)單地講,學(xué)生對(duì)于這套ITS系統(tǒng)的喜愛程度如何,學(xué)生對(duì)于這套ITS系統(tǒng)