關于智能化課堂教學評價系統(tǒng)的探索*

◎福建省福州市第八中學　陳光

關于智能化課堂教學評價系統(tǒng)的探索*

◎福建省福州市第八中學陳光

基于網絡教室的課堂教學評價，能夠激發(fā)學生的學習動機；及時收集有效信息，利用多種信息工具對學生進行評價；教學目標達成度高。在信息化課堂教學評價基礎上的“智能化課堂教學評價系統(tǒng)”，在課堂組織管理評價、學習知識的定性評價、適時評價信息引導教學進程三個方面所發(fā)揮的積極有效作用。特別是“定性評價”時效性是本文重點探索的問題。應用人工智能的技術，解決了教學評價的實用性、時效性、有效性的問題。更方便地服務于課堂教學方式的變革、教師教學設計的創(chuàng)新，有助于教學質量的提升。

智能化；適時；評價；變革；創(chuàng)新；質量

教學評價是整個教學活動的一個重要環(huán)節(jié)，目的在于獲得反饋信息，改進教學，提升質量，促進發(fā)展，實現課程目標。通過開展科學有效的課堂教學評價，能夠有效地鑒定教師的教學態(tài)度、教學質量、工作能力、業(yè)務水平等，使學校的管理工作更系統(tǒng)化，決策更科學化。在推進“智慧校園”研究與建設的大背景下，有條件、有能力運用信息技術前沿技術人工智能于課堂教學評價中，“智能化課堂教學評價系統(tǒng)”在眾多的電子課堂教學評價系統(tǒng)中率先融入人工智能技術，課堂組織管理評價、學習知識的定性評價、適時評價信息引導教學進程三個方面的發(fā)揮著積極有效的作用，用技術的力量，深化提升教學評價的效果。

一、智能化課堂教學評價系統(tǒng)的概述

1.智能化課堂教學評價系統(tǒng)簡介

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

2.“智能化”研究的三個主要方面

（1）課堂組織管理評價

一般具備教學評價功能的電子教學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是學生通過藍牙（隨著“智慧校園”的建設進程）或指紋識別完成上課報到，學生進入網絡教室后以學習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習環(huán)境，瀏覽本課學案和教學任務。教師界面高效適時地評價課堂組織狀態(tài)，學生出勤以及教學目標任務情況；后臺運用“逃逸算法”掃描終端機在線在學狀態(tài)。

（2）課堂知識的定性評價

一般具備教學評價功能的電子教學平臺，定性問題（主觀題）的評價是用人工（教師）評價方式解決的，評價信息嚴重滯后，難以像客觀性問題評價那樣“即時”。而ITES則運用SBT平衡樹（AT前沿技術）作為教學資源庫數據結構，時空復雜為O（logn），以二分查找法為檢索算法，檢索速度更快、占用內存更小、更具跨平臺性與教學設計同步進行。以一個標準班級56人為計，完成100字以內主觀題，評價平均用時7秒以內。完全適用于課堂定性問題的適時評價。

（3）適時評價信息引導教學進程

每個教學環(huán)節(jié)評價結束后，教師可以運用評價系統(tǒng)了解教和學兩方面的信息，發(fā)現問題及時調整教學進程，改進教學方法，指導學習方法。使分層次教與學活動的開展有了依據，評價功能與教學活動形影相隨，更方便地服務于教師。

二、運用智能化課堂教學評價系統(tǒng)進行評價

信息技術教學一般都在網絡多媒體教室進行。在信息技術教學過程中，必須對教師教學和學生學習質量進行評價。通過評價，了解教和學兩方面的評價信息，依據適時的評價信息及時調整教學進程、改變教學方法、指導學習方法，促進知識遷移。根據課程標準的要求，信息技術教學評價可以從認知、操作兩個方面進行，具體的有：基本概念、基本技能、創(chuàng)新能力、綜合運用能力的測評。

1.學習態(tài)度的評價

學習態(tài)度情感價值觀的評價因應成為課堂教學評價不可或缺的組成部分。學生登錄后，就成為課堂教學被評價的對象（圖一左所示），囿于“教學平臺”完成一堂課的學習內容。

圖1的中圖上是監(jiān)控學生機的運行狀況，其中綠色塊點表示正常，紅塊表示某個時間段該機發(fā)生“脫機”現象。“脫機、脫系統(tǒng)”的可能性：一是硬件故障（紅色！），教師可及時處置。二是故意違紀脫離（終端機更改設置）系統(tǒng)（紅色■），記錄其違規(guī)時間，促其在一定的時間范圍內返回。三是學生終端脫離系統(tǒng)（藍色■）開小差做學習以外的事，五秒內教師機自動發(fā)出“歸隊”的警示。教師利用課堂教學間隙在投影屏幕顯示一下監(jiān)控畫面對違規(guī)學生也是一種提醒。

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

2.知識與能力的評價

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

（1）學習態(tài)度。從二個方面進行評價：①空白卷；②全文雷同率。雷同率越高，“學習態(tài)度”的評價等級就越低。

（2）知識與能力。從三個方面進行評價：①主要觀點達標率；②只有關鍵詞，無相應描述性內容；③關鍵詞邏輯關系。關鍵詞達標數以及關鍵詞邏輯結構的完整性指標值越高評價等級就越高。

可以預測，任何評價方案，“速度”是瓶頸問題。假如我們從一個學生完成簡單問題的“關鍵詞邏輯關系”的數據結構入手，假定只有三個關鍵詞，可它卻產生15條的關系。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。它可以很方便地實現動態(tài)順序統(tǒng)計中對稀疏的數據進行壓縮，支持高效查詢操作。所以ITES采用了它。

當然，所有的評價參數，都須前置設計。

實際應用中例如，“體驗順序結構程序”中測試題：三位整數的反向輸出。例如輸入456，輸出應為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：

這個問題的邏輯關系是明確，代碼的文本都是關鍵詞。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。評價合格率達到83.41%

3.過程與方法的評價

ITES以人工智能技術為橋梁高效地聯(lián)結網絡教學平臺和學校智慧“校園云”。這樣的評價平臺既是教學平臺又是資料建設的平臺。（如圖所示）

根據教學環(huán)節(jié)評價反饋信息，引導教學進程。如圖所示：在教學環(huán)節(jié)1中第三組，第五組總體不達標，如何進入教學第二環(huán)節(jié)由任課教師做作判斷。

案例課題：體驗順序結構程序設計算法

教學第1環(huán)節(jié)設計：

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

三、結論

智能化課堂教學評價技術集合了優(yōu)化SBT搜索算法技術、電子“白板”技術、網絡教學平臺技術，既是教學平臺又是資料建設的平臺。教學過程優(yōu)秀案例即時入教師空間；歷次的課堂教學評價數據存入管理空間或學生空間。

運用“智能化課堂教學評價系統(tǒng)”于信息技術教學課堂（既計算機網絡教室環(huán)境）中，讓課堂組織管理更嚴謹、更人性化；主客觀評價結果能及時有效的反饋，時效性大大提高；階段評價信息引導學習進程，個性化學習再也不是紙上談兵的事該系統(tǒng)促進了信息技術教學方式的變革，教學設計的創(chuàng)新，是提升教學質量的重要途徑。它與各類IT的教學平臺有著高度的融合性，完全可以在基于網絡教室的學科教學中推廣應用。

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

（責任編輯：鄒開煌）

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