一種基于時(shí)間序列數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)診斷研究.pdf

1、2010年7月頒布的《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》中提出:“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響,必須予以高度重視”。大數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)分析作為目前教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，有望成為變革教育的突破口。通過(guò)學(xué)習(xí)分析能夠更好的服務(wù)學(xué)生的學(xué)和教師的教，有望真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)習(xí)者為中心的個(gè)性化教育。當(dāng)前無(wú)論是課堂教學(xué)還是類似MOOC式的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的評(píng)估診斷都是其中的重要環(huán)節(jié)，也是急需解決的難題之一。國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究中，對(duì)學(xué)

2、習(xí)者知識(shí)點(diǎn)掌握情況的診斷研究較多，而對(duì)學(xué)習(xí)者高級(jí)思維能力如問題解決能力的診斷卻少之又少。本文借鑒IMMEX（Interactive Multim-edia Exercises）理論，嘗試研究出一套高效快捷的對(duì)學(xué)習(xí)者問題解決能力進(jìn)行診斷的方法及步驟，為實(shí)現(xiàn)問題解決能力的自動(dòng)化診斷做鋪墊。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴設(shè)計(jì)并開發(fā)能力測(cè)評(píng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于收集被測(cè)試者的數(shù)據(jù)。本文介紹系統(tǒng)中不同角色下的主要功能模塊和工作流程。基于系統(tǒng)平臺(tái)，以

3、上海師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)本科階段的專業(yè)必修課“ASP.NET”中”MVC編程”模塊和“數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用”中“E-R作圖”模塊為例，設(shè)計(jì)了兩套用于測(cè)試的測(cè)試題，并介紹基于XML的測(cè)試題的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方式。⑵利用線性回歸分析方法對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，嘗試得出問題解決能力的診斷模型?；趦砷T課程的測(cè)試題，分別以教育技術(shù)系本科2012級(jí)全體學(xué)生和2013級(jí)全體學(xué)生為被試，進(jìn)行了兩輪迭代研究。對(duì)期末成績(jī)優(yōu)秀的測(cè)試者，分別就其成績(jī)與其在測(cè)試題每個(gè)信

4、息選項(xiàng)上停留的時(shí)間，成績(jī)與做答點(diǎn)擊的關(guān)鍵信息選項(xiàng)的停留時(shí)間，以及成績(jī)與作答點(diǎn)擊關(guān)鍵信息選項(xiàng)的停留時(shí)間之和與總用時(shí)的比值進(jìn)行了線性回歸分析。通過(guò)兩輪的驗(yàn)證表明上述方法并不能得出有效的能夠診斷學(xué)習(xí)者問題解決能力的方法。⑶得出基于時(shí)間序列數(shù)據(jù)的問題解決能力診斷方法。第二輪的迭代研究在發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的過(guò)程中最終探究出能夠診斷學(xué)習(xí)者問題解決能力的方法。首先通過(guò)測(cè)試題的關(guān)鍵信息選項(xiàng)數(shù)量進(jìn)行初步區(qū)分，未點(diǎn)擊全部關(guān)鍵信息選項(xiàng)則認(rèn)為不具備問題解決能力

5、。對(duì)于點(diǎn)擊了全部關(guān)鍵信息選項(xiàng)的測(cè)試者，通過(guò)T檢驗(yàn)等方法確定測(cè)試者的作答點(diǎn)擊的關(guān)鍵信息選項(xiàng)時(shí)間之和與其總時(shí)間的比值，比值在0.8022218到1之間則確認(rèn)其具備問題解決能力。⑷驗(yàn)證診斷結(jié)果的有效性。通過(guò)訪談等方法，尋找到兩位確定具備數(shù)據(jù)庫(kù)E-R作圖能力的測(cè)試者和五位確定不具備相關(guān)知識(shí)的測(cè)試者。對(duì)他們進(jìn)行測(cè)試，應(yīng)用本研究得出的方法進(jìn)行檢驗(yàn)，最終符合率為71.42％。驗(yàn)證表明上述方法有較好的診斷效果，且診斷方法較為簡(jiǎn)單易行，能夠通過(guò)信息技術(shù)自