高中物理學(xué)科交互式習(xí)題庫(kù)及智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)建設(shè)與實(shí)驗(yàn)研究

喻海波

【內(nèi)容摘要】在現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下，交互式習(xí)題庫(kù)及智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)獲得了技術(shù)層面的支持，能夠有效應(yīng)用于高中物理學(xué)科教學(xué)及管理，為教學(xué)水平提升提供有力支持。本文將簡(jiǎn)單介紹高中物理交互式習(xí)題庫(kù)及職能評(píng)價(jià)系統(tǒng)開發(fā)的必要性，并從系統(tǒng)主要技術(shù)措施、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)、題庫(kù)的組織分析與構(gòu)造、功能實(shí)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)研究等方面，對(duì)相應(yīng)的系統(tǒng)建設(shè)與實(shí)驗(yàn)研究展開探討。

【關(guān)鍵詞】高中物理學(xué)科交互式習(xí)題庫(kù)及智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)建設(shè)與實(shí)驗(yàn)研究

隨著新課改的不斷深入推進(jìn)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式暴露出了不少問題，已經(jīng)無(wú)法有效滿足實(shí)際需求，必須積極從多個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新、優(yōu)化與完善，而基于信息技術(shù)的學(xué)科交互式習(xí)題庫(kù)及智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)正是輔助、推動(dòng)教學(xué)模式創(chuàng)新的重要工具。如何有效構(gòu)建與發(fā)展高效的物理學(xué)科交互式習(xí)題庫(kù)及智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)，是目前高中學(xué)校及教師高度關(guān)注的問題。

一、高中物理交互式習(xí)題庫(kù)及智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)開發(fā)的必要性

在現(xiàn)代教育不斷發(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)等逐漸融入到教育之中，同時(shí)高中學(xué)校硬件、軟件環(huán)境逐漸完善的情況下，習(xí)題庫(kù)的建設(shè)逐漸受到廣泛重視，成為重要的教育輔助工具。不過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，高中物理習(xí)題庫(kù)的建設(shè)都停留在試卷、習(xí)題堆積的層面，即將大量習(xí)題集中在資源庫(kù)中以供廣大師生選擇和應(yīng)用。這就導(dǎo)致傳統(tǒng)的習(xí)題庫(kù)集成性較差，同時(shí)缺乏智能化的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，在實(shí)踐應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)法找到需要的習(xí)題，評(píng)價(jià)不到位，難以交互或者實(shí)現(xiàn)成本、技術(shù)及管理要求過(guò)高等問題，而且還存在習(xí)題庫(kù)更新不足的老化現(xiàn)象。而開發(fā)高中物理交互式習(xí)題庫(kù)及職能評(píng)價(jià)系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)提升教師備課效率、減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)、促進(jìn)教師專業(yè)素養(yǎng)發(fā)展等基本功能，還能輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)習(xí)題庫(kù)的維護(hù)，落實(shí)學(xué)生測(cè)試及對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)，充分發(fā)揮習(xí)題庫(kù)作用，為高中物理教學(xué)水平的提升提供有力支持。

二、高中物理學(xué)科交互式習(xí)題庫(kù)及智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)建設(shè)與實(shí)驗(yàn)研究

（一）系統(tǒng)主要技術(shù)措施

為了有效開發(fā)高中物理學(xué)科交互式習(xí)題庫(kù)及職能評(píng)價(jià)系統(tǒng)，首先需要從技術(shù)層面加以支持?？傮w來(lái)看，在系統(tǒng)建設(shè)中需要Web Services、Internet Information Server、Active Server Pages、Microsoft SQL Server 2000等技術(shù)及技術(shù)環(huán)境支持，同時(shí)要求客戶端為Windows 98及以上操作系統(tǒng)。其中后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)所選擇的Microsoft SQL Server 2000具有圖形化管理工具簡(jiǎn)單、客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)完整、隱含并發(fā)控制能力、編程接口工具豐富、系統(tǒng)集成等優(yōu)勢(shì)，十分適合用于交互式習(xí)題庫(kù)及智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)開發(fā)。而在系統(tǒng)安全方面，則使用多層C/S結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問層與表示層的完全隔離，保障試題;同時(shí)針對(duì)不同用戶提供不同等級(jí)的權(quán)限，進(jìn)一步保障系統(tǒng)安全與穩(wěn)定;而且數(shù)據(jù)庫(kù)具備定期自動(dòng)備份、開放式數(shù)據(jù)庫(kù)接口中設(shè)置數(shù)據(jù)源等功能，安全性與穩(wěn)定性也有所保障。

（二）系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)

高中物理交互式習(xí)題庫(kù)及智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)需要優(yōu)先考慮學(xué)生情況，確保題庫(kù)和學(xué)生學(xué)習(xí)水平相適應(yīng)，確保題庫(kù)習(xí)題分類清楚、組織嚴(yán)密，同時(shí)具備題庫(kù)動(dòng)態(tài)化維護(hù)功能。而習(xí)題庫(kù)中的習(xí)題則需要確保答案標(biāo)準(zhǔn)化、全面化、簡(jiǎn)潔化與規(guī)范化，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)明確且廣泛覆蓋邏輯思維、綜合應(yīng)用及語(yǔ)言表述等方面。智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)對(duì)物理學(xué)科、課程、試題庫(kù)的綜合化管理，同時(shí)兼具習(xí)題生成、習(xí)題管理及習(xí)題評(píng)價(jià)、成就評(píng)估等功能。從整個(gè)系統(tǒng)的劃分來(lái)看，該系統(tǒng)主要由四部分組成。其一為系統(tǒng)管理模塊，該模塊只有具備系統(tǒng)管理員權(quán)限的人員才能訪問，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)用戶管理、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)等。其二為題庫(kù)管理模塊，通常只有具有第二級(jí)權(quán)限的普通管理員即教師有權(quán)訪問該模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)題庫(kù)的動(dòng)態(tài)化管理與維護(hù)。其三為組卷管理模塊，該模塊的主要作用為滿足不同練習(xí)、測(cè)試要求，提供手動(dòng)組卷與職能組卷兩種形式，為學(xué)生提供相應(yīng)的習(xí)題及試題。同時(shí)該模塊還能實(shí)現(xiàn)試卷編輯、保存、打印等功能。其四為習(xí)題分析模塊，主要是通過(guò)智能化評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)學(xué)生習(xí)題練習(xí)及試題測(cè)試情況進(jìn)行智能評(píng)價(jià)，或者由教師進(jìn)行手動(dòng)評(píng)價(jià)，從而反映學(xué)生學(xué)習(xí)情況，為教學(xué)優(yōu)化改善提供方向，也為學(xué)生掌握自身弱項(xiàng)知識(shí)、弱項(xiàng)題型等提供依據(jù)和參考。本系統(tǒng)的智能體現(xiàn)在多個(gè)方面，包括智能全自動(dòng)組卷、智能查詢、智能統(tǒng)計(jì)分析等。從系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)來(lái)看，高中物理交互式習(xí)題庫(kù)及智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)主要由表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、中間組件層及數(shù)據(jù)管理層等多層構(gòu)成。而在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，需要遵循設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、編寫科學(xué)的物理習(xí)題及試題、設(shè)計(jì)科學(xué)合理的組卷算法、網(wǎng)絡(luò)性與拓展性、開放性與通用性、穩(wěn)定性與安全性等基本原則。

（三）題庫(kù)的組織分析與構(gòu)造

習(xí)題庫(kù)是本系統(tǒng)中極為重要的組成部分，其應(yīng)當(dāng)基于互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)而構(gòu)建，同時(shí)需要具備智能化特點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，智能化習(xí)題庫(kù)應(yīng)當(dāng)具備提高命題工作效率、智能化組卷、高質(zhì)量習(xí)題數(shù)量多、內(nèi)容層次及難度等指標(biāo)明晰、檢索與統(tǒng)計(jì)功能完善、提供多種選題路徑、教學(xué)質(zhì)量分析、提供自建性功能、保密性能好等基本功能與特性。這要求在設(shè)計(jì)題庫(kù)時(shí)確保習(xí)題組織合理科學(xué)、習(xí)題數(shù)量多且知識(shí)點(diǎn)分布合理、習(xí)題質(zhì)量高、分類管理與使用方便，從而保障習(xí)題庫(kù)的功能與作用。

（四）功能實(shí)現(xiàn)

高中物理學(xué)科交互式習(xí)題庫(kù)及智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中主要包含后臺(tái)與前臺(tái)兩部分，對(duì)應(yīng)的則是管理平臺(tái)與用戶登錄平臺(tái)。其中管理平臺(tái)既包含管理員登錄的第一權(quán)限平臺(tái)，也包含教師登錄的第二權(quán)限平臺(tái);用戶登錄平臺(tái)則包含教師登錄的教師平臺(tái)，也包括學(xué)生登錄的學(xué)習(xí)平臺(tái)。具體來(lái)看，該系統(tǒng)中主要包含四大功能模塊。

1.系統(tǒng)管理模塊

該模塊需要為不同類別用戶提供支持與服務(wù)，其中管理人員作為系統(tǒng)管理的最高權(quán)限者，其需要通過(guò)獨(dú)特的身份驗(yàn)證和權(quán)限審核方能進(jìn)入系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)用戶進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)化管理、更新與維護(hù)，重點(diǎn)保障系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性，確保系統(tǒng)功能得以有效實(shí)現(xiàn)。

2.題庫(kù)管理模塊

題庫(kù)管理模塊是以習(xí)題庫(kù)為基礎(chǔ)，由教師通過(guò)權(quán)限審核與身份驗(yàn)證登錄和操作的重要模塊。在題庫(kù)管理模塊中，教師可以利用模塊下的各種功能工具實(shí)現(xiàn)習(xí)題及試題綜合管理。教師可以直接添加新的習(xí)題或試題。這意味著教師具有管理習(xí)題庫(kù)的權(quán)限，能夠根據(jù)需求隨時(shí)添加新的習(xí)題類型及具體習(xí)題，而且還能添加上對(duì)應(yīng)的范圍、難度、考查內(nèi)容、答案等參數(shù)，充分發(fā)揮習(xí)題庫(kù)功能。同時(shí)教師還可以對(duì)習(xí)題進(jìn)行管理和刪除，前者主要是針對(duì)存在添加錯(cuò)誤的習(xí)題進(jìn)行修改或者完善習(xí)題庫(kù)，后者則是因?yàn)榻虒W(xué)發(fā)展需求等因素，適當(dāng)刪減一些不再適用的習(xí)題。

3.試卷管理模塊

試卷管理模塊的主要功能是對(duì)習(xí)題進(jìn)行管理，并在此基礎(chǔ)上生成習(xí)題作業(yè)或者試卷。在實(shí)際操作時(shí)，可以采取智能組卷方式或者手動(dòng)組卷方式，前者是教師向系統(tǒng)中輸入一定要求，系統(tǒng)會(huì)按照要求對(duì)習(xí)題庫(kù)中的習(xí)題參數(shù)進(jìn)行分析，從而決定是否將習(xí)題自動(dòng)選入到習(xí)題作業(yè)或試卷之中，同時(shí)會(huì)補(bǔ)充相應(yīng)的答案等;而后者則是教師以習(xí)題類型為基礎(chǔ)，手動(dòng)選擇習(xí)題并生成相應(yīng)的習(xí)題作業(yè)或試卷，同時(shí)附帶對(duì)應(yīng)的答案、詳解等。另外教師還可以對(duì)習(xí)題作業(yè)或者試卷進(jìn)行調(diào)節(jié)，具體操作包括添加習(xí)題、刪除習(xí)題、修改習(xí)題順序、調(diào)整難度系數(shù)等。而且教師還可以對(duì)習(xí)題作業(yè)、試卷等進(jìn)行編輯、保存與打印，更加方便地利用習(xí)題庫(kù)支持教學(xué)。

4.習(xí)題分析模塊

在學(xué)生完成習(xí)題作業(yè)或者試卷之后，可以通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)價(jià)或者教師手動(dòng)評(píng)價(jià)的方式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分析。其中選擇題、填空題等題型一般采取自動(dòng)智能評(píng)價(jià)的方式，而計(jì)算題則通常需要通過(guò)教師手動(dòng)分析評(píng)價(jià)，不過(guò)也可以利用系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)智能評(píng)價(jià)。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)高效、準(zhǔn)確地分析與評(píng)價(jià)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與不足，促進(jìn)學(xué)生提高學(xué)習(xí)水平。

（五）實(shí)驗(yàn)研究

在建設(shè)好高中物理學(xué)科交互式習(xí)題庫(kù)與智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)之后，將其投入到實(shí)踐中加以應(yīng)用，并進(jìn)一步完善系統(tǒng)功能。其中簡(jiǎn)化自由組卷步驟、允許教師登錄并修改相關(guān)信息、補(bǔ)充解析功能等功能與特性的補(bǔ)足和完善，都使得系統(tǒng)整體功能水平進(jìn)一步提升。

結(jié)語(yǔ)

綜上可知，高中物理教學(xué)的創(chuàng)新、優(yōu)化及改善可以通過(guò)建設(shè)學(xué)科交互式習(xí)題庫(kù)及智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。在構(gòu)建該系統(tǒng)時(shí)，需要兼顧教學(xué)要求、學(xué)科特色、習(xí)題數(shù)量、知識(shí)覆蓋、師生操作等因素，同時(shí)打牢相應(yīng)的軟、硬件基礎(chǔ)，重點(diǎn)從功能出發(fā)，打造一體化的功能模塊，讓該系統(tǒng)能夠在物理教學(xué)中有效發(fā)揮作用，促進(jìn)教學(xué)水平提升。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孫云龍.交互式習(xí)題庫(kù)及智能評(píng)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)與試驗(yàn)研究[J].黑龍江科學(xué)，2018（9）：130-131.

[2]呂志新.高中物理題庫(kù)系統(tǒng)的開發(fā)研究——基于高中新課標(biāo)和SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)[J].現(xiàn)代教育科學(xué)：中學(xué)教師，2013（6）：106.

[3]王玲.高中物理必修題庫(kù)建設(shè)應(yīng)用報(bào)告[J].讀與寫，2017（18）：68.

（作者單位：江蘇省南通市海安市李堡中學(xué)）