基于IRS的課堂測評系統的設計與應用研究

[摘要]基于IRS課堂互動系統的課堂教學模式及其應用效果研究在國外已研究多年，我國于2000年開始也逐步引進并在全國范圍內開展該類研究，以更好地促進信息技術在教育中的應用，優化課堂教學效果。但已有研究多著重研究互動反饋模式，很少有研究對數據進行進一步的記錄和分析，并在數據分析的基礎上對學生進行深入評價。該研究引入IRS系統，用它對現有評價理論和方法進行改進，設計出全新的基于IRS的課堂測評系統，并在此基礎上與現有教學平臺結合(以Moodle為例)研究基于IRS的課堂測評應用模式，希望通過課堂試用和完善，以更好地為課堂教學提供參考和指導。

[關鍵詞]IRS；課堂互動反饋；教育評價；S-P表分析法；學習成長記錄袋；測評模式

[中圖分類號]G40-057 [文獻標識碼]A [論文編號]1009－8097(2011)01－0116－06

一 研究背景

在新課改浪潮影響下，我國素質教育對課程實施以及課程評價提出了新的要求。早在2001年，教育部頒發的《基礎教育課程改革綱要(試行)》中，就明確提出“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用，促進信息技術與學科課程的整合，逐步實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革，充分發揮信息技術的優勢，為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具”?！毒V要》還進一步指出，在教學過程中應以形成性評價為主，注重過程評價，采取形成性評價和終結性評價相結合的原則，以促進學生自主發展，培養和激發學生學習的積極性和自信心，建立能激勵學生學習興趣和自主學習能力發展的評價體系，以促進教師和學生在整個教學過程中的共同成長和發展。近年來提倡的互動反饋技術和形成性評價的廣泛研究和應用是一個很好地體現。

1 我國現有教學評價體系情況簡介

由于輔助性評價工具的缺乏，我國現有評價體系過于重視終結性評價，過于重視筆紙測驗與自上而下的評價，過于關注結果而忽視其過程性，從而忽視了形成性評價的重要性。使得測評成為了孤立于課堂教學之后的終結性活動，其目的也僅僅在于判斷學習結果。這種教學與測評分離的現象，使得測評不能成為教學的有機組成部分。同時由于我國實行大班教學，而建立學生成長記錄袋進行發展性評價往往采用的是紙質記錄，這就加大了教師的工作量，花費了學生過多時間。同時導致內容的差異、數據不全面、標準不一，因此無法進行相應整理、分析等而導致評價信度和效度都較差，使得評價受限。

形成性評價是在教學過程中為了獲得有關教學的反饋信息，明確教學過程中存在的問題和改進的方向，及時修改或調整教學計劃以改進教學，對學生對所學知識達到掌握程度所進行的系統性評價。美國教育家布盧姆將其運用于教育評價實踐，大大推進了現代教育評價理論的發展。學生的發展過程是一個連續不斷的變化過程，借助評價工具在課堂教學過程中對學生學習效果進行測試有助于在教學全過程中進行形成性評價，因此將測評與教學緊密結合，能夠實時檢測學生的變化情況(圖1)。同時測評還具有指導和激勵學習的作用，非常有助于學生達到預期的學習結果。近年來興起的發展性評價也強調對學生的學習發展全過程進行評價，要關注學生的過去、現在和未來發展的需要，強調評價內容的多元化，既重視學生成績，也要注重創新能力和實踐能力，重視和挖掘學生多方面潛能的發展，突出學生的主體作用。主要方法有：成長記錄袋，考試，作業評價等。

2 IRS基本情況簡介

課堂互動反饋是教學中的重要環節，是提高教學效率的重要途徑，它有助于教師了解學生學習情況，調節教學進程。相關研究表明，積極的參與和互動能很好地促進學生理解知識和能力生成。在傳統課堂教學中，通常采用察言觀色、課堂提問或課堂練習與小測試等方式來獲取反饋信息，檢驗學生學習情況。而這些方式都存在一定的問題和操作難度，如猜測成份較重、不能顧及全體學生、工作量大與反饋不及時等。有時教師為了保證教學進度，把主要精力放在講解上。這些因素影響使得教師獲得的反饋信息少，可靠程度低，因此很難做出及時適當的教學調節，因此取得全面即時的反饋信息顯得格外重要。

IRS(Interactive Response System)是基于互動式學習理論設計的一種允許學生在課堂上通過手持設備以選項或數字來回答問題的學生互動反饋系統(圖2)。使用時教師提出問題后，學生通過手持設備發射答案信號，數據接收設備統計學生反饋結果，以圖表形式在大屏幕中顯示出來(圖3)，給教師和學生及時反饋。它具有低成本性、高效性、交互性和支持隨機分組等特點，可以很好地提高學生回答問題的積極性和課堂參與度，也可以輔助老師了解學生時間段內課堂回答狀況，整體把握學生們的學習和理解情況，并及時調整教學進度。

互動反饋系統在國外應用甚廣，在中國大陸地區卻因軟硬件技術、應用模式等原因而應用有限。近年來通過借鑒國外的研究和實踐經驗，以及國內研究和實踐的逐步深入，有關互動反饋系統的理論支持已經逐步成熟，同時隨著無線設備成本的下降，IRS的硬件技術更加成熟已適合于推廣使用，而軟件技術方面也已經實現。國內同類產品主要有：北京松博公司的PowerClick和EZclick(按按按)、廣州齊樂公司的“齊齊樂”和海爾公司的Learn Better等。

IRS系統最早于1966年應用于Stanford大學，隨著技術的不斷完善該類系統在1992年到1999年之間逐步被成功商業化，并在2003年得到了大規模的普及。其應用的學校類型包括中小學、高等院校和培訓機構，其有效性已被得到充分的認可。在美國，包括哈佛等世界一流大學在內的超過700所大學以及眾多的中小學在教室中使用IRS系統，人數已超過100萬人。目前應用范圍還包括英國、日本、韓國、新加坡、馬來西亞等國家和地區，實際應用效果顯著。我國最先于2000年開始引入該類系統，“十五”期間，開展了全國教育技術重點課題《引進信息反饋技術構建互動教學模式的研究》的研究工作，主要研究通過整合信息反饋技術與課堂教學的具體應用構建基于課堂互動反饋技術的新的教學模式?！笆晃濉逼陂g，我國又設立了全國教育技術重點課題《利用互動技術發展社會化學習網絡的研究》作為“十五”課題的延續和進一步深入，其重點是如何提高IRS應用的有效性。該課題組在全國各中小學內推廣使用互動反饋技術，進行互動反饋技術在課堂教學中應用方面的研究，目前在北京、上海、四川等近10個省市的中小學實驗校開展試用課程。同時一些學者也參與其研究中，如馬宗振主要致力于互動系統的教學功能以及應用設計方面的科研，李龍主要對教學設計和教學評價模板進行了研究與設計，王旭卿主要針對互動反饋系統在教學中的應用方面的研究，以及研究1對1增強學習技術的實質方向的陳德懷等。這些都積累了不少值得參考的案例。國內外研究表明，IRS的應用具有的優勢如圖4所示：

3 本研究的提出

本研究側重于在IRS現有功能的基礎上，以互動式學習理論、形成性評價理論和發展性評價理論等理論為理論基礎，引入相關測評功能為課堂教學提供新的全程式評價工具——基于IRS的課堂測評系統。通過記錄學生課堂學習情況，對學生反饋數據進行分析，借此分析學生學習情況，作為進一步優化課堂教學和學生評估的重要數據來源。并在此基礎上生成學生發展檔案袋，教師可以掌握學生總體學習情況，進行學生績效管理，發現問題并及時指導，學生也可以知道自己的發展情況，適當地自我激勵。該研究的重點在于通過該系統的開發和應用，借助于在課堂中應用效果的實踐研究(問卷、訪談、現場觀察和軟件使用數據對比分析)，總結該系統引入相關測評功能后的效果和不足之處，對功能進行改進，并在此基礎上提出一種基于IRS課堂互動反饋系統的互動測評模式，以更好地輔助于教學工作。該研究首次將測評模式引入IRS中，相信對于應用IRS進行課堂教學活動的深入開展和課堂教學效果的大幅度提升都有極其重要的實踐意義。

二 基于IRS的課堂測評系統的功能特征及系統架構設計

1 基于1RS的課堂測評系統的功能特征

基于IRS的課堂測評系統應具備以下四方面的功能特征：

(1)實現豐富的課堂互動與反饋形式，激勵學生學習動機以提高教學效率

該系統將設計實現各類互動形式(測試應答、搶答游戲、淘汰比賽、點名考勤、快速分組、投票問卷調查、電子舉手、意見表決、打分等)完成一些特定的教學活動(如演示課件、課堂提問內容等)，以圖形化統計(列表式、柱狀圖、餅狀圖等)顯示交互內容、統計并分析學生反饋結果、處理老師終端的控制命令(點名、PPT控制、分組等)。以便于教師更方便地掌握學生的學習情況并及時反饋，并提高學生學習積極性，進而促進師生間的互動，有效提高教學效率。

(2)結合形成性評價和總結性評價，及時調節和完善教學活動

一方面在教學過程中教師依據學生的應答數據，可以進一步點名答對或答錯的學生解釋原因(屏幕顯示統計結果為匿名，教師端為實名)，進而給予有針對性的反饋，或針對薄弱環節重點講解，或針對學生的良好情況進行適當拓展和延伸，以及時調整教學進度和策略，重新組織第二次學習；另一方面在課后教師以問卷的形式了解學生對學習情況和教師的評價，并進行小測試，然后基于S-P表分析法進行分析。S-P表是一種將測試、練習的得分數據排成一覽表，并對學生和問題的特性以視覺化圖表進行結構分析的方法。觀察s曲線，可以提取有關學生學習水平的信息(每個學生的到達度、全班學生的到達度分布以及平均水平)；觀察P曲線，可以提取有關問題質量特性的信息。這樣，教師就可以對學生個體、整體的知識掌握程度進行評估，認識到自己教學方面的某些不足之處，為下次課或課后輔導提供依據。同時教師可以基于S-P表以課堂測驗等形式考查學生個體和班級整體的掌握情況，便于教師進一步審查評價教學內容和方法，以便教師調整和確定后續的教學方案。

(3)與現有教學平臺綁定，記錄學生數據以進行發展性評價

在課堂和課后師生使用教學平臺已經很普遍了，為了防止老師因使用兩套系統出現不便和抵觸情緒，同時也是為了有效整合學生的相關信息，本軟件將集成到現有的網絡教學平臺中使用。本研究以Moodle為例，對Moodle平臺進行二次開發，添加接口模塊。一方面，將學生的平時出勤情況、課堂表現情況、階段性教師對學生的評語等數據記錄到平臺中，生成學習成長記錄袋，以便于進行階段性的發展性評價；另一方面，可以作為課后師生交流和輔導的重要工具。

(4)與現有題庫綁定，借助于測評數據管理試題

通過與現有題庫綁定，教師可以建立自己的題庫，收藏質量好的試題，以便于以后的教學。在備課階段，教師根據課堂教學的目標，提取試題實現對各知識點或者課堂小節式的測試。通過對學生答題數據的分類統計，評價學習狀況為學生提供診斷報告以及個別化學習建議，為教師提供教學信息等諸多方面的工作反饋，并進一步完成對題目質量的評價。

2 基于IRS的課堂測評系統的系統架構

要實現上述四項功能，本研究提出的基于IRS的課堂測評系統采用如圖5所示的系統架構設計。

①三個維度：最外圈代表采取的評價方法，中間是教學階段，最里圈是具體的實現方式。②四種評價方法：診斷性評價、形成性評價、總結性評價、發展性評價。⑧四個階段：課前交互形式選擇、課堂測試結果反饋呈現、課后基于S－P表分析法的總結性呈現、全程學習成長記錄袋記錄。四個階段按一定的順序進行，分別采取不同的評價方法。④三種實現方式：課前采取從題庫中選題或自主出題的方式，課堂測試和課后都采取篩選題庫的方式，最后將數據導入到Moodle教學平臺中實現成長記錄袋的記錄。

3 基于IRS的課堂測評系統的實現方法

為方便教師使用，本系統將基于Microsoft PowerPoint軟件開發，以C#為編程語言，采用Microsoft的VSTO解決方案進行開發，數據庫采用Microsoft Access。該系統由多個彼此之間是調用和支持的關系的模塊組成，各模塊本身自描述，以接口和參數形式相互調用。主要由以下幾大模塊組成(表1)：

三 基于IRS的課堂測評系統應用初步設計

如何將該測評功能與現有教學模式結合，以突出評價內容、主體和方法的多元化，在關注過程評價的同時也兼顧結果的評價，即如何突出教學過程中測評的有效性，是該研究的重點。基于IRS系統的設計，結合IRS進行課堂測評的理論和實踐依據，研究將以課堂學習的四個關鍵過程為依據，著重研究如何充分發揮IRS在課堂互動教學中的測評功能和課堂教學各階段的應用模式(圖6)，歸納并構建出支持服務方案，設計相應的形成性評價方案，最后通過案例實踐研究揭示基于IRS測評模式的教學效果，結合行動研究、實驗研究、調查訪談等研究方法，設立實驗班和對比班，深入教學課堂開展觀察，采取問卷調查和訪談了解師生對IRS的使用感受和建議，對應用的成效性進行詳細的分析、總結和反思。

在進行課堂教學前，教師先進行診斷性評價，分析學習者特征和學習內容，以此為依據從題庫中選取測試題目。如何設計合適的問題和選擇合理的呈現方式，確保題目質量，并使教師能夠基于這些題目來考查學生對知識點的掌握程度，并基于此進行評價和合理組織教學是課前導入研究的一個重點。因此，我們需要在實踐過程中，歸納總結出題和選題的策略，以便于教師備課授課中能據此準備測評題目。

在進行課堂教學時，教師借助于學生的反饋數據進行互動，輔助以適當的總結、討論與引導，并及時調整教學策略和進度，調整教學計劃。如對掌握不好的知識點，可以點名提問并詳細講解知識點，或進行個別化輔導，或利用Moodle平臺發送站內信進行交流為個別學生糾錯補缺。其中重點關注：如何更快好地獲得學生表現的反饋?如何更好地與學生交互?各類活動的測評結果所適合的反饋方式總結?

在課堂教學結束后，一方面可以借助IRS以問卷形式了解學生的學習情況和對教師教學各方面的評價；另一方面可以對學生反饋數據進行分析：一種方式是對重點題目進行標注進行分析，另一種方式是在課前教師從題庫中單獨組題進行課后測試，借此分析整堂課中學生的學習情況，從整體上把握學生對知識點的掌握情況，并借此節省閱卷時間以降低教師工作量。這些都將作為進一步優化課堂教學和學生評估的重要數據來源。其中重點關注：如何選取總結性測評中題目的方式最好?如何借助于S-P表分析法對結果進行分析，并積累各種問題及原因模型以供總結性評價?

此外，通過記錄學生課堂學習情況生成學生發展檔案袋，并將這些數據導入現有教學平臺中，有助于階段內對學生學習情況的考查和績效評估。研究中我們還將重點關注：1、通過對比分析研究該系統的有效性；2、對教學過程中教師工作量和教學進度的影響程度；3、如何使用成長記錄袋進行發展性評價及效果分析；4、如何根據測評結果評價試題的有效性，并基于題庫對試題進行存優去劣；5、研究與Moodle教學平臺的整臺程度，如何促進家長和教師進行學生績效管理以及學生適當地自我激勵。

四 總結與展望

我們的目標是借助于自主構建的基于IRS的課堂測評系統應用于課堂教學中以促進師生互動反饋和評價。該系統與現有各IRS系統比較的優勢在于借助技術手段體現了一種新的評價手段，同時與現有教學平臺和題庫進行了良好的耦合，相信在實踐層面上有很好的借鑒性。該系統一方面具有很好的互動反饋功能，以突顯學生的主體地位，給學生營造良好的學習環境，同時有效解決教師和學生互動交流的難題；另一方面則突顯測評功能，教師能基于這些統計數據，掌握學生學習情況以對學生學習效果進行評價。及時調整教學計劃，進一步優化課堂教學過程。通過這些經驗和數據的積累，也有助于學生的自身成長、教師對學生的績效考評和教師自身的專業發展等方面。本研究是基于現有題庫系統和練習作業分析系統，開發系統并研究如何在課堂中進行應用，以提高課堂教學的互動性和有效性，從而更好地支持教師的教和學生的學。因此，本研究具有堅實的理論和實踐基礎，具有較強的可行性。

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編輯：行知