基于認知發展的 個性化學習評價研究

黃亞昇 董玉琦 林琳 陸伶俐

在課堂教學實踐中，教師對學生的評價以分數為主要依據，常忽略了分數以外的學業成就。2021年，教育部等六部門印發的《義務教育質量評價指南》中指出，要注重結果評價與增值評價、線上評價與線下評價等多種評價方式的結合，克服“唯分數”的傾向。那么，課堂教學需要評價什么？評價能否促進學習？又是如何促進學習的？這些問題亟須解決以指導實踐工作的開展。學習技術（CTCL）范式作為一種新的研究理念，它關注在文化視域下，利用技術深層次探究學習者與學習內容的關系，以促進學生的全面發展。學習技術（CTCL）研究團隊開展的大量實證研究突破了“唯成績論”的限制，證實了技術可以促進學生的學習。本研究在此基礎上，以認知發展為切入點，探索在技術支持下評價如何有效促進學生的學習。

● 研究問題與研究過程

1.研究問題

本研究基于學習技術（CTCL）范式，主要圍繞以下問題展開：①如何通過評價開展促進認知發展的個性化學習？②如何評價個性化學習中學習者的認知發展？③學習者的認知水平和學業水平之間存在什么關系？

2.研究過程

本研究主要經歷了三個研究階段（如下圖）：一是評價設計階段，包括認知發展評價標準的開發、實施和結果分析，以及基于評價結果的學習資源和過程的設計;二是評價實施階段，主要是在學習系統的支持下，依據學生的認知起點類型，推送預先設計的個性化學習資源和過程;三是結果評價階段，基于實驗數據，從學習整體和學習個體兩個角度分別評價學生的認知水平和學業水平的發展，以及學業增值的情況。其中，第一和第三階段是本研究的重點。

● 評價設計

1.促進個性化學習的評價

（1）基于目標分類理論開發認知發展評價標準。基于布魯姆認知目標分類理論的修訂版，本研究開發的“認知發展評價標準”由認知目標分類、認知起點水平、評價指標、指標說明和賦分構成，包括“記憶、理解、應用、分析、評價和創造”六個認知目標分類;每個認知目標類別都包含五個亞類別，即認知起點類型，并為每個亞類提供了詳細的評價指標、指標說明和賦分標準，這有利于通過定量的方法評價認知水平。以認知發展評價標準中的“記憶”類別為例，如表1所示，它細分為五個認知起點類型，結合具體需要記憶的學習內容，又對應了五個評價指標，按等級從“0”到“4”依次賦分。

（2）基于評價標準診斷學生的認知起點類型。學生在正式學習某個特定的內容之前存在認知起點，對認知起點的診斷與評價是本實驗的基礎。了解學生具有哪些認知起點并對其進行分類，可以為個性化學習的設計提供依據，為個性化學習評價提供標準。本研究以初中一年級信息科技學科中的“計算機病毒”為學習內容，對上海某初中一年級71名學生進行測查，結果發現了16種認知起點類型。其中，占比最高的是“不明確隱蔽性和潛伏性”（95.83%），這反映了學生對“計算機病毒特征”的具體表現存在混淆;占比第二高的是“不明確計算機病毒的產生方式”（87.50%），此部分學生認為計算機病毒是自行產生的或未提及它是如何產生的;占比第三的是“不明確計算機病毒具體造成的破壞”（62.50%），學生不明確計算機病毒會對設備或者存儲信息造成破壞。本研究將評價得到的16種認知起點的具體類型與認知發展評價標準中的認知起點水平對應。以知識點“計算機病毒的概念”為例，學生對于該知識點共存在6種認知起點類型，分別對應認知的記憶層的“不全面”“部分干擾”“干擾”三種認知起點水平，如表2所示。

（3）基于認知起點類型設計學習資源與過程。對于個性化學習資源的設計，采用信息精加工策略，設計以視頻、圖片和文字形式為主的資源。以“計算機病毒的概念”為例，對于“不明確計算機病毒具體破壞電腦設備和存儲信息”的學生，其屬于“能識別/回憶部分，且無錯誤”，具體表現為“能夠正確回憶計算機病毒會對電腦設備產生破壞作用，但是不明確對存儲信息的破壞”或者“對電腦設備產生的破壞不明確”，兩者都屬于“不全面”的認知起點水平。對此，設計資源時需要對信息進行重組，利用信息的排序、提亮、加粗等方式呈現以強調概念，針對“計算機病毒破壞電腦設備和存儲信息”的知識點進行強調分析，并推送給對應的學生，幫助其記憶層的認知從“不全面”發展到“全面”。

對于個性化學習過程的設計，以自主學習為主。在正式課堂中，教師首先借助視頻開展情境導入活動;其次，學生登錄學習系統平臺開展學習活動，系統會依據每位學生認知起點的評價結果向他們推送對應的資源;最后，學生可依據自身實際情況，對仍存在疑惑的內容展開多次學習，也可以對已經掌握的內容展開拓展學習。借助系統的個性化推送功能，以求實現個性化學習，促進學生的認知水平和學業水平的提高。

2.個性化學習效果的評價

（1）整體評價。本研究以全班學生作為整體，利用獨立樣本T檢驗和配對樣本T檢驗的方法，分別評價學生整體的認知水平和學業水平的發展情況，并探究二者的關系。此外，從平均分增值的角度評價兩班學生的學習狀況。

（2）個體評價。增值評價指通過收集學生在一段時間內、不同時間點上的標準化測驗成績，追蹤學習過程中的數據，基于學生自身測驗成績的縱向比較，利用統計模型對其進行分析，這是一種相對公平且有效的評價方式。本研究依據增值評價的條件和統計模型，采用概要統計分析的方法，對學生個體的認知水平和學業水平進行分析，并描述學生認知發展和學業提高的最大值、最小值和中間值，以求評價結果的精準與公正。

● 評價實施

1.學習內容

本研究基于《上海市初中信息科技學科教學基本要求：試驗本》中“計算機病毒”這一內容的分析，并結合一線教師的建議確定主要的學習內容。更為具體的學習內容則選自華東師范大學出版社《初中信息科技（第二冊）》第一單元“信息技術基礎知識”第三節“計算機安全”，主要知識點包括計算機病毒的概念與特征、防范與查殺。

2.研究對象

本研究以上海市某初中一年級的兩個自然班作為實驗對象。其中，實驗班34人，采用基于認知發展的個性化學習方式;對照班33人，采用該校教師常態化的授課形式。通過獨立樣本T檢驗對實驗班和對照班的前測成績分析，結果顯示兩班方差是齊性的，而且在認知維度（Sig=0.169>0.05）和學業維度（Sig=0.124>0.05），兩班之間無顯著性差異。這說明在教學實驗之前，兩班學生的信息科技學習水平相近，可以開展實驗研究。

3.實施過程

研究中運用不同的教學方式對實驗班和對照班進行干預。實驗班是依據學生的認知起點設計個性化資源，并基于此展開教學;而對照班采用常規教學，并沒有向學生提供個性化的學習資源。實驗班和對照班的學習內容、授課教師、授課教室環境和課時數都是相同的。研究旨在通過不同的教學干預，比較兩個班級學生認知水平和學業水平的發展情況。

● 結果評價與討論

在訪談中，教師表示實驗班的學生比之前上課更加認真，同時由于個性化學習資源的推薦，學生學習的積極性較高。課堂上，學生自主學習后，與同伴交流并總結計算機病毒的防治方法，該方式有利于學生認知的發展和學業水平的提高。但是，在實際教學中也會存在一些問題，如學生對在線學習支持系統的使用不熟悉、對任務不清晰等，在進一步的研究中，應該為學生提供系統使用的指導與任務指南。

1.整體認知水平和學業水平評價

（1）實驗班與對照班后測水平對比分析。實驗班與對照班后測的認知與學業成績的獨立樣本T檢驗結果如表3所示。在認知維度，實驗班后測平均成績比對照班高12.71分，兩班存在極顯著性差異（Sig=0.000<0.001）;在學業維度，實驗班后測平均成績比對照班高13.93分，兩班存在極顯著性差異（Sig=0.000<0.001）。這說明基于認知發展的個性化學習的教學效果優于對照班的常規教學。

（2）認知水平與學業水平的增值評價。依據實施增值評價的條件，本研究采用概要統計分析來評價學生整體的認知水平和學業水平的增值情況。對于認知平均成績的增值，實驗班（16.63）比對照班（5.97）高出10.66分，說明實驗班在認知水平方面的進步明顯大于對照班;對于學業平均成績增值，實驗班（16.62）比對照班（7.07）高出9.55分，說明實驗班在學業水平方面的進步明顯優于對照班。

（3）認知水平與學業水平相關性分析。通過對實驗班學生的認知成績和學業成績的分析，結果顯示大部分學生經過評價干預的個性化學習后成績有所提高，但是仍有少數學生的認知成績或學業成績沒有積極的變化。本研究對實驗班學生的前后測認知成績與學業成績進行Pearson相關性分析。結果顯示，前測的學業與認知呈顯著相關性（r=0.782>0.7）;后測的認知與學業也呈顯著相關性（r=0.868>0.7）。這說明學生的認知水平與學業水平是正相關的，因此，通過促進學生認知發展可以促進學業水平的提高。

2.個體增值評價

實驗數據顯示，學生的認知水平提高的有33人，倒退的有1人;學業水平提高的有29人，倒退的有5人。這說明實驗班學生的認知水平和學業水平總體都是提高的，但是也有未提高的，甚至倒退的情況。可見認知發展可以促進學業水平的提高，但前提條件是，認知的發展要從量變的積累轉向質變的飛躍。認知存在不同的層級，從“干擾”到“部分干擾”，到“不全面”，再到“全面”，認知是在逐漸發展的，但從“干擾”到“不全面”是量變的積累過程，直到“全面”才完成質變的飛躍，才更有可能促進學業水平的提升。因此，分別從學業和認知的維度評價學生的學習情況，不能只看當下的成績，還需結合他們在某段之間內的增值情況，才能更加精準有效地進行評價。

（1）學業增值評價。研究隨機選取五位學生的數據，利用概要統計分析描述學生學業發展的“最大值”與“最小值”。對于實驗班學生的學業，排名第一（成績為75.60分）的學生同為增值排名的第一名（增值32.50分），說明該學生的學業水平和學業增值水平一致，此外，該學生的前測學業水平較低，經過個性化學習后的進步及其顯著;學業水平排名最后（第五名成績為53.40分）的學生，其增值排名是第二名（增值26.90分），該學生的學業水平和學業增值水平并不一致，后測水平相比其他同學較低，但自身的進步比較大。這兩位學生的數據表明，僅評價學生的學業水平是不能精準評價學生的學習情況的，需要配合增值評價，才能看到成績背后隱藏著的信息，實現更精準、公正地評價學生的學習。

（2）認知增值評價。利用概要統計分析描述學生認知發展的“最大值”“中間值”“最小值”。對于實驗班學生的認知，后測的認知水平排名第一（成績為91.75分）的學生同為增值排名的第一名（增值28.80分），說明該學生的認知水平和認知增值水平一致，此外，該學生的前測認知水平較低，經過個性化學習后的進步較顯著;認知水平排第二（成績為90.10分）的學生，其認知增值排名是第四（增值17.00分），說明該學生的認知水平相對較高，但是進步較小;而認知水平排最后（第五成績為76.65分）的學生，其認知增值水平排第三（增值20.30分），說明該學生的認知水平相對較低，但是進步較大。通過對這些學生的評價分析，可知學生當前的認知水平高低與其增值的認知幅度大小不一定一致，所以，以一次的測驗成績為依據去評價學生的水平是不合適的，應該結合增值評價，并結合多角度分析，才能更加公正且精準地評價學生的學習情況。

● 研究結論與展望

本研究聚焦于技術支持的基于認知發展的個性化學習評價的研究，以學習技術（CTCL）研究范式為指導，展開設計與實施。研究結論如下：第一，利用評價促進基于認知發展的個性化學習，關鍵在于對認知起點的把握。基于布魯姆認知目標分類理論開發的“認知發展評價標準”可以對學生的認知起點進行分類與評價。第二，對學習成效的評價要從整體到個體，從學業到認知，而為了更好地評價認知發展，需要將評價落實到增值評價上。第三，認知與學業呈顯著正相關性，因此，評價可以促進認知的發展，從而提高學業水平。

技術支持的個性化學習評價能有效促進學生的學習，關注學生認知起點可以讓該評價發揮更大的效果。在新的時代背景下，增值評價引起人們的關注，它可以作為一種個性化評價方式，以滿足每個個體的需求，使得評價結果更精準、公正。在未來的研究或者實踐中，建議教育工作者關注通過對學生的認知起點評價來開展個性化學習，在個性化學習中通過增值評價促進學生的認知發展和學業水平的提高。此外，在后續的研究中，還需要加強對多元水平分析模型的探索與運用，讓增值評價發揮更大的作用。