多媒體技術在學生深層次學習能力測驗中的應用

王洪榮，施秋萍

（華南師范大學 教育信息技術學院，廣東 廣州 510631）

命題工作與其說是一種科學，不如說是一種藝術。一方面，命題需要依賴經(jīng)典測驗理論、項目反應理論等測驗理論的支持；另一方面，在理解教學目標、課程標準、題干措辭、消除選項暗示、增加選項干擾因素等諸多命題要素上，又說明命題可成為一種藝術品加工過程。深層次學習能力的考查，能告訴測驗報告閱讀者有關考生認知加工過程，有利于診斷答題出錯的原因。深層次學習，鼓勵學習者主動參與知識的探索與建構，但又需要學生掌握基本的知識、技能和能力等。例如，Carmean認為，深層次學習具有5個要素：社會的、主動的、情境化的、自助的（Ownership）、協(xié)商的（Engaged）。[1]

計算機多媒體技術能幫助考查學生深層次學習能力。多媒體是媒體與內(nèi)容的結(jié)合，既能以名詞（擁有多種內(nèi)容表現(xiàn)形式的媒介）理解，也能以形容詞理解。多媒體大大擴展了信息媒介的表現(xiàn)方式，是文本、音頻、視頻、圖片、動畫和其他可交互媒介的集合。[2]計算機支持的多媒體技術，能擴展教育與心理測量試題的表現(xiàn)形式，從而有利于考查被試深層次認知水平。

本研究提出 “如何運用計算機多媒體技術開展深層次學習能力的測驗試題編制”問題，擬從深層次學習和計算機多媒體技術的概念分析出發(fā)，運用文獻分析法，設計多種新題型以作參考。

一、深層次學習與計算機多媒體技術

近十年計算機支持的語言類測驗得到空前發(fā)展。一方面，它可以節(jié)省測驗實施與評分時間，計算機自適應測驗還可根據(jù)考生答題水平變換試題，這些優(yōu)勢是傳統(tǒng)紙筆測驗無法做到的；另一方面，相對早期的計算機輔助測評技術不能滿足用戶獲取教學反饋和富于啟發(fā)意義的教學提升。例如，據(jù)John Jamieson的介紹，F(xiàn)orumEducation.net、Wordskills.com等早期在線英語測驗系統(tǒng)，尚不能較好考查學生對語法、詞匯的認知加工過程。[3]

1.深層次學習

關于學習的研究，指引我們更深刻理解學習，從而形成“深層次學習原理”的觀點。深層次學習鼓勵學習者主動探索、交互和創(chuàng)造知識，而不是知識的簡單記憶與再認識。這些觀點與一般學習理論研究有所不同，它是以學習者掌握基礎知識為前提條件的。沒有基礎知識，我們無法完成復雜問題的解決或進行調(diào)研，無法將類似或不同的概念進行區(qū)分，無法作出正確的決策等。本研究引用了深層次學習的研究課題，發(fā)現(xiàn)它們沒有將基礎知識作為復雜學習的前提，如表所示。[4]

2.計算機多媒體技術

多年來，計算機多媒體技術在教育領域得到廣泛的研究與應用。例如，葡萄牙學者J.R.Galvao探討3D建模技術、Flash動畫制作，以及VRML（虛擬現(xiàn)實建模語言）編程在設計、制作教育或培訓素材等方面的可行性。[5]

引進擁有多媒體技術支撐的計算機測試技術可滿足考核內(nèi)部認知結(jié)構的要求。例如，人們開發(fā)音、視頻綜合的音樂常識考核題，給出 Korean，Swan Lake，Irish，Jazz和Ribbon等5項舞種。[6]考生被要求將正確的音樂五線譜連接到相應的舞種配音當中，且題干中不加任何提示信息。該題考查了學生多項認知技能：五線譜韻律的識別能力，舞蹈技能掌握水平，五線譜閱讀能力，樂器及其音色等，所有這些音樂學科的認知技能構成了成功回答這道題的因素。試題編制者另可設其他考核形式，例如采用視頻特技，設計舞蹈演員的動作軌跡的拖曳效果，以掩蓋民族服飾帶給考生的提示，增加考試難度。

表 深層次學習概念比對

概念圖試題也是一種創(chuàng)新題型。命題者可選擇從考生的答題記錄出發(fā)，探討思維導圖結(jié)合超媒體鏈接技術在測評中的應用。例如，利用概念圖進行高中物理試題的設計與編制，研究表明：與傳統(tǒng)測驗陳述性知識的選擇題相比，概念圖試題具有建構性、發(fā)展性和評價參與者的多元化等特點。[7]

綜上所述，僅依靠傳統(tǒng)的測驗思維和靜態(tài)、缺乏互動的試卷，不能滿足考生獲取富于教學啟發(fā)意義的反饋的需求。第2節(jié)從分析如何編制滿足這一需求的試題出發(fā)，深入分析線上試題編制的QTI標準規(guī)范，探討如何將計算機多媒體元素加入命題工作中，提出解決方案。

二、試題QTI標準與計算機多媒體技術支持

1.試題資源的建設標準

本小節(jié)從技術實現(xiàn)層面闡述信息系統(tǒng)內(nèi)，試題設計、編制的要求。試題互操作規(guī)范（Question And Test Interoperability,QTI）2.0版本是當前發(fā)展比較穩(wěn)定的試題制作國際標準，其設計初衷是讓測驗題目設計者所設計的題型可以共享與再利用。經(jīng)過多年技術積累，該標準的2.1版本具備21種題型的命制能力。在我國，CELTS-10.1基于QTI基礎在試題、題項和響應部分提出：通常用題項類型或題型表示應答的類型都是不準確的，本標準定義了“響應類型”作為用戶應答類型的惟一標識，如單選中的標識符響應或填空中所填入的字符串響應等。教育資源建設規(guī)范CELTS-41.1（CD2.0）所枚舉的題型有：判斷、單選、多選、匹配、填空、作圖、計算、簡答、問答、論述、實驗、作文、改錯等。同樣的練習可有多種不同的呈現(xiàn)類型。

由上述分析得知：QTI規(guī)范兼容計算機多媒體元素的插入，可在題干、選項部分插入除傳統(tǒng)平面文本文件之外的其他多媒體元素。下文將關注如何設計計算機多媒體技術支持的英語測驗新題型。

2.計算機多媒體技術支持

選擇計算機多媒體技術，支持題干、選項的多樣化編著，是我國新課標發(fā)展的需要。

許多省市在高考英語卷命題工作中，應新課標要求，采用新題型對英語命題工作進行改革。例如，高中英語《課程標準》（下文簡稱《課標》）強調(diào)“根據(jù)高中學生認知能力發(fā)展的特點和學業(yè)發(fā)展的需求，高中英語課程應強調(diào)在進一步發(fā)展學生綜合語言運用能力的基礎上，著重提供學生用英語獲取信息、處理信息、分析問題和解決問題的能力，特別注重提高學生用英語進行思維和表達的能力”。2009年浙江高考英語卷推出信息匹配這一任務型閱讀題的題型，真實反映了《課標》所強調(diào)的認知屬性掌握水平。[8]

（1）程序類知識的考核

圖1是筆者使用WondershareTM公司的QuizCreator進行浙江2009年英語高考題的模仿，橙色導航欄中的“旗幟”表示試題收藏功能，右側(cè)是音量控制與試題鎖定，這些新功能使考查、診斷學生的深度更向前邁進。

圖2結(jié)合音頻的形式考核學生對介詞的語法掌握情況，指出某些短語在特定語境下的語義等。既可擺脫文本的枯燥，又可促使學生提高學習的注意力。又如拖拽題要求考生將正確的項目拖拽到正確的位置，聽寫題，或者給亂序的單詞排序組成一句通順的話。

圖1 計算機多媒體技術支持的信息匹配題

圖2 介詞特定語境中語義的考察

（2）陳述類知識的考核

舊的計算機支持測評活動中，多以選擇題等客觀題形式出現(xiàn)，以供施測人員讀取最終結(jié)果。而與此不同的是，基于認知診斷評價理念設計、編制的試題，更注重考生答題“證據(jù)”的收集。施測者需要知道考生的解答步驟、過程，需要額外題型的幫助，亦即需要計算機項目自動生成技術的幫助。圖3中，木箱在計算機屏幕隨機移動，考生被要求根據(jù)木箱移動猜測即將要考查的詞匯拼寫，選填正確的字母，完成一個單詞的拼寫。此題主要考查學生單詞記憶與辨別能力。

圖3 含有提示信息的單詞默寫

圖4根據(jù)試題QTI規(guī)范，設計多媒體技術支持的“熱區(qū)匹配”題型。其中（a）使用標準的文本呈現(xiàn)，圖（b）使用帶有熱區(qū)的圖形呈現(xiàn)。二者測試體驗與認知考核的力度存在區(qū)別：左側(cè)（a）圖考查記憶，右側(cè)（b）圖考查記憶與地理位置鑒別。

（3）綜合題的考核

圖4 標準文本與多媒體超文本在題型上的區(qū)別

學習者的內(nèi)部認知技能有時還受到社交情境的影響。但是隨著技術的進步，人們可以構建虛擬的社區(qū)，這樣訪問者即可通過登錄網(wǎng)站、使用攝像頭與耳麥與他人溝通?？梢酝ㄟ^技術手段在網(wǎng)絡社區(qū)當中由多人共同訪問、解答，這種協(xié)作技術的應用正日益增多，例如在協(xié)作設計三維玩具，鍛煉美術編輯能力與協(xié)作能力。又如，利用Google Earth輔助自然地理教學、幾何畫板輔助數(shù)學平面幾何教學。事實上，迄今為止很多新技術支撐的新題型都加深了對考生內(nèi)部心理認知過程的評價。

圖5 英語綜合能力考核題

圖5這個英語綜合題考核了學習者幾方面的能力：識圖及理解能力；聽力能力（題目：Is Ana reading a book at 7:55?不是直接呈現(xiàn)出來，而是以聽力的形式讀出來）；考察口語能力（題目讀完之后會出來兩個答案，學生不是選擇答案，而是直接將答案讀出來，語音識別技術可自動判斷學生給的答案是否正確）。

總之，按照認知診斷理論的觀點，在試題編制與設計上，通過改動題干的具體情境和題型的方式，來診斷學生的整體能力水平，和基于認知過程的知識屬性掌握能力。

三、研究結(jié)論與建議

本文探討了諸多新題型在測評深層次認知技能的潛力。這一研究在教育研究領域尚未多見。本文嘗試拓展試題編制、設計的表現(xiàn)形式，為此后認知診斷評價活動的繼續(xù)開展提供高質(zhì)量、可信賴的試題打基礎。本文所設計的新題型不適用于任何需要革新的測驗場景，而且受到試題編制工具的限制，因此它代表的是新題型在挖掘?qū)W生解題過程的內(nèi)部認知水平上的潛力，供試題編制人員改善試題質(zhì)量之時參考。

本研究建議：多媒體試題庫的構建依靠多媒體數(shù)據(jù)庫技術，在面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型、基于內(nèi)容的檢索技術、數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮、分布式數(shù)據(jù)庫技術等技術層面，進行深入研究。

[1]Carmean.C.Mapping the Learning Space[EB/OL].http://www.west.asu.edu/nlii/learningmap.htm.2002-12-15.

[2]維基百科.Multimedia[EB/OL].http://en.wikipedia.org/wiki/Multimedia.Access Date:2012.3.15.

[3]Joan Jamieson.Trends in computer-based second language assessment.Annual Review of Applied Linguistics[M]Printed in the USA.Cambridge University Press.2005:25,228-242.

[4]Patricia McGee.Learning Objects:Bloom’s Taxonomy and Deeper Learning Principles[M].The University of Texas at San Antonio.2003.

[5]J.R.Galvao,P.G.Martins and M.R.Gomes."Modeling Reality With Simulation Games for a cooperative learning,"[M].Proceedings of the 2000 Winter Simulation Conference.2000:1692-1698.

[6]Irene Cheng,Walter F.Bishchof.Multimedia item type design for assessment human cognitive skills[R].2007.

[7]劉桂花.物理教學測驗新題型——概念圖試題的研究[D].浙江：浙江師范大學,2006.

[8]田福軍.高考英語新題型大揭秘：信息匹配題[EB/OL].http://bj.xdf.cn/publish/portal24/tab16990/info591034.htm,2010-11-10.