在線小學數學開放式學習環境評價模型構建

劉建國，鐘志柔

(1.長春師范大學化學學院，吉林 長春 130032；2.長春師范大學教育學院，吉林長春130032)

伴隨著大數據學習分析技術從理論研究向實踐研究發展和推廣，個性化自適應的小學數學在線學習分析研究從高等教育向中小學延伸,小學數學教育模式的信息化轉型逐漸成為教育教學的主流。“作業盒子”“小猿搜題”“洋蔥數學”等應用APP隨之出現，并迅速在中小學學習中推廣開來[1-2]。

1 開放式學習環境模型設計理念在小學數學在線學習中的應用

在學習環境模型實現個性化自適應學習的同時，學習者之間的個體區別和不同行為表現，決定了當前的在線學習應用大部分是封閉式學習系統。雖然這樣的系統能夠從個體區別、學習設計、學習過程等方面進行個性化自適應的學習內容推送，但學習者對自身的學習狀況缺乏了解，不清楚數據所反映的個性化特征的具體內涵[3]。因此，有必要將學習者模型信息顯性化，構建小學數學“開放式學習環境模型”(open ended learning environment model，OELEM)，確保學習者及時了解自己在線學習的知識狀態、學習進展和效果。

小學數學開放式學習環境模型(圖1)可以根據學習者的要求加以可視化呈現，幫助學習者規劃和監督自己的學習并進行自我調節，提升小組協作學習的競爭水平，提高學習效果。

學習環境開放的內容包括知識體系、學業進展、學習者基本信息(學習背景、愛好、情感態度、學習初始狀態等)。開放的形式有技能統計表、概念圖、邏輯結構圖等。開放式學習環境模型提高了學生在線學習小學數學的有效性和自適應性，尊重個性化需求和個體差異。

圖1 小學數學開放式學習環境模型

2 開放式學習環境模型評價模式設計

柯氏評價模型(Kirkpatrick四級評價模型)已有近60年的發展歷史，在教育評價中占重要地位，它將評價劃分為反應(Reaction)、學習(Learning)、行為(Behavior)和結束(Result)四個層次。模型以系統化方法進行評價，確保與學習目標保持一致，因此得到了廣泛應用。戴錫瑩[4]嘗試將柯氏模型應用到網絡學習評價中，對在線學習評價發展起到了推動作用，但也暴露出柯氏評價模型忽視環境和個人等因素對學習結果的影響等問題[5]。絕大多數此類研究都止步于反應層和學習層評價，對行為層和結果層的研究并不多見。本文在此基礎上，將此模型應用在對在線學習開放式學習環境模型的評價上，以期為國內開放式學習環境評價提供參考。

首先，在線開放式學習環境模型的應用能幫助教師及時掌握學情。尤其在線學習時，師生處于不同環境中，位置分離，柯氏評價模型可以為師生及時提供最合適的教學模式、最有效的教學方法和個性化自適應的學習資源建設環境。其次，在線開放式學習環境模型的應用能促進學習效率的提升。小學生通過了解自身的數學學習狀態和過程，可以適時調整學習計劃和學習行為；教師可以預測學生的學習風險并提出反饋建議和指導意見。再次，在線開放式學習環境模型的應用可以促進自我效能的實現。學習者可以利用數據挖掘和信息采集，通過信息的可視化處理促進自我效能實現(自主學習、自我監控、自我評判，促進自我反思和元認知發展)。下面針對柯氏模型存在的忽略環境和個人因素等問題，結合對小學數學在線學習影響因素的進一步研究，對模型進行修改和完善，提出交互式柯氏在線學習評價模型(圖2)。

圖2 在線交互式學習環境評價模型

如圖2所示，在線學習用戶的學習需求引起學習反應層評價，通過設置初始學習狀態測試，獲得在線學習的初始信息；由學習反應層產生學習層評價，在線學習層對個體因素的支持符合用戶個性化需求，直接產生用戶對在線學習價值的判斷。用戶個體因素包含學習內容需求、媒體類型、內容設計、知識模塊，指標采用“很好、好、一般、不好、很不好”五級機制。網絡學習環境包括硬件支持、軟件兼容、獲取便捷、學習情境等。網絡交互行為包括會話協作、內容交互、自我交互[6-8]。

用戶個體因素是影響在線學習模式有效性的主要因素。首先，小學生學習數學時的個體狀態決定了其在線學習數學的特點和元認知形式。其次，網絡交互行為和網絡學習環境對在線小學數學學習有效性產生直接影響。再次，小學生數學學習的心理特點、網絡交互行為的掌控程度和對網絡環境的適應能力都嚴重影響在線學習效果。第四，在線學習方式對用戶個體因素的吸引力決定了用戶對在線學習的總體感受和主觀印象。第五，在線學習對網絡交互行為、網絡學習環境的支撐作用使用戶能夠獲得良好的在線學習體驗和學習效果。

3 行為層評價和結果層評價的實現過程

首先，在線學習反應層引起學習實踐應用層，引發學習行為改變。反應層和學習層的評價應在小學數學在線學習完成后立即進行。

其次，學習層根據在線小學數學學習情況形成在線錯題本或錯題統計率反饋，同時記錄數學學習、練習的時間和熟練程度。學習層的個人因素、環境評價因素和網絡交互行為都對結果層的小學數學學習計劃和目標調整產生影響。

再次，實踐層的評價對學生在線學習小學數學的行為反應，直接影響后續結果層對學習計劃調整和學習效率的遷移程度的評價。在此階段，導師提供在線輔導，引導有學習偏移的學生回歸正確的學習通道。實踐層導師對學習結果層的變革，對在線小學數學學習計劃和目標調整產生直接影響，在實踐層錯誤率降低時產生正遷移，同時提高學習計劃要求或更新小學數學學習目標。學習效率提升后，反過來對學習實踐層產生影響，將增加小學數學學習的知識點，提升學習績效。

最后，實踐層和結果層評價可在學習完成一定時間后進行，以檢驗學生長時記憶和實時掌握學習知識技能的程度。后續的評價層較前期的評價層能提供更多有價值的信息。

4 結語

開放式學習環境下在線小學數學學習分析的研究方向主要集中在學習過程的全程監控、學習內容的智能推送、學習目標的高效達成、學習分析的多模態異構、學習的智能化管理等方面。多元動態學習數據的挖掘、采集、分析、存儲和個性化自適應學習評價反饋機制的建立是上述研究的基礎。根據本文建立的交互式評價模型的不同反饋和干預，能夠有效地促進在線學習的有效開展，將現代信息技術有效地融入教學，實現學習者的個性化發展與全面發展。