可视化知识结构诊断系统的设计与实现

论文摘要

在当前教育制度和教育环境下,考试作为最基本的评价手段,成绩作为最主要的评价反馈,其主要服务的对象是教育管理者,主要用于满足教育管理者判断教学效果、教师水平和选拔学生的需求,对于教师和学生的需求考虑不足。本文针对这种现状展开思考,寻找解决这些问题的切入点和解决方案。调查显示,教师和学生主要希望考试能够起到对之前教学过程的总结,对之后教学过程的指导作用,希望可以得到除了成绩之外的反馈信息,如知识掌握状况、知识结构的缺陷和不足等,并将此作为了解教学效果、进而改进教学的依据。因此本文决定,将研究重点放在对以“知识结构”为主的考试反馈的研究,主要包括“知识结构”的获取方法、表征形式和有效利用三个方面的研究。关于知识结构的获取方法：本文尝试构建了知识结构诊断模型,用于解决如何获取知识结构的问题。此模型的思路是考虑如何从当前已有信息(试卷知识结构、试题信息、学生应答情况)的基础上,深层挖掘,得知学生的知识掌握状况,并将其表征为知识结构。并以此模型为理论基础,指导了知识结构诊断系统的设计与实现,此系统使得自动化评价和个性化反馈成为现实。此外,将知识结构诊断模型和系统用于真实教学情境中进行实证性研究,证明其在真实教学情境中的实用价值,并且根据教学情境中的复杂情况,对模型和系统进行了改进和完善。关于知识结构的表征形式：受到学习科学对知识结构研究的启示,得知专家和新手(学生)在知识理解和掌握程度上的区别所在,主要是“识别——记忆”模式的不同,分别为有联系有层次的网络结构和较小的、分离的知识单元。因此,本文采用类似概念图的形式,构建专家知识结构,并在专家知识结构图上标注学生的掌握情况,从而形成学生的知识结构。将专家知识结构提供给新手(学生)有助于学生看到差异,找到方向,进一步完善和健全自己的知识结构。关于知识结构的有效利用：知识结构诊断系统记录每一次的知识结构,并提供按照时间顺序的横向比较,可以清晰地看到每一次的反馈和改进之后,学生知识结构无限接近于专家知识结构的趋势。从发展性评价的角度来看,考试反馈信息的有效利用和改进教学的功能也一目了然。

论文目录

• 论文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景和现状
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究现状
• 1.2 研究意义和内容
• 1.2.1 研究意义
• 1.2.2 研究内容
• 1.3 研究方法
• 1.4 论文结构
• 第2章 研究的理论基础概述
• 2.1 认知理论与可视化对认知的作用
• 2.2 概念图理论
• 2.3 知识空间理论
• 2.4 发展性评价理论
• 第3章 知识结构诊断模型的设计
• 3.1 基本概念界定
• 3.2 测试题的分析
• 3.2.1 测试题的标注
• 3.2.2 测试题的知识结构
• 3.2.3 测试题的合理性分析
• 3.2.4 测试题的分析过程举例
• 3.3 学生应答情况分析
• 3.3.1 学生应答的基本特征
• 3.3.2 学生应答情况分析
• 3.4 学生知识结构诊断
• 3.4.1 专家知识结构研究
• 3.4.2 学生知识结构表征
• 第4章 知识结构诊断模型的应用研究与评价
• 4.1 试用对象选择
• 4.2 测试题分析
• 4.2.1 测试题的标注
• 4.2.2 测试题的知识结构
• 4.2.3 测试题的合理性分析
• 4.3 学生应答情况分析
• 4.4 学生知识结构诊断
• 4.5 学生知识结构诊断的评价
• 第5章 知识结构诊断系统的设计与实现
• 5.1 系统需求分析
• 5.1.1 使用对象分析
• 5.2 系统整体设计
• 5.2.1 系统整体架构
• 5.2.2 开发平台与工具
• 5.2.3 数据库设计
• 5.3 系统功能模块设计
• 5.3.1 “考试信息”模块
• 5.3.2 “反馈信息”模块
• 5.3.3 “知识结构”模块
• 第6章 总结与展望
• 6.1 研究成果与创新
• 6.2 不足之处与展望
• 附录一 “可视化的知识结构诊断”可行性调查
• 附录二 用于知识结构诊断模型应用研究的试卷样本
• 参考文献
• 后记