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關於“自適應學習”,你不能錯過的乾貨(二)

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圖片來源:pixabay

本期話題:自適應評估:將測驗和評分提升到新的階段

>>自適應評估的定義

一直以來,測驗都被認為是檢測學生學習成果最有效的方式。因此,各學科的相關測試和測試反饋,也成為了教育教學上的重點。傳統意義上測評中,題目都是提前準備好的,所有學生在同一時間回答同一份測試內容,根據標準化答案獲得評分和反饋。

而自適應評估將測驗和評分提升到了新的階段。它作為自適應工具的一種,根據學生在測試中對上一道問題的回答情況,自動調整學生接下來所需回答問題的難度和順序。具體來說,如果學生正確回答了上一個問題,則下一題的難度會增加,反之亦然。比較普遍的應用例子為美國教育考試服務中心(Educational Testing Service)推出的研究生入學考試(GRE&GMAT)測試題,測試者在考試中見到的題目難度,都是由自己在測試過程中回答問題的正確率決定的。

自適應評估作為自適應學習工具的一種,常常和自適應內容和自適應序列共同應用於教學中,以完善對學生的學習幫助。 

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>>自適應評估應用的場景

培生集團(Pearson)在《解碼自適應學習》(Decoding Adaptive Learning)的報告中指出,自適應評估通常用作練習或測試的基準,以檢測考察學生的進步情況。

用作練習的自適應評估(assessment as practice)通常被安排在課堂結束後,學生通過練習可以檢驗自己學習的程度。這類測評通常根據學習內容制定不同難度的問題。學生要正確答出一定數量的難題之後,才能通過測評,以證明已經完成這一階段的學習內容。當學生完成這一階段的練習後,他將按順序進行下一階段的學習。
用作基準測試的自適應評估(assessment as benchmark test)往往持續時間更長,形式也更加正式。測試通常採用獨立測試的形式,學生每隔幾個月進行一次此類的評估以檢驗學習成果。這些自適應評估工具為老師分析測試結果,並根據學生的測試情況為其設計獨特的學習方案。之後,學生開始使用此學習方案學習,直到得到下次自適應評估的結果。

自適應評估也需要通過其他方式以確保測試結果的可信度。通常情況下,自適應評估需要運用數學模型分析不同學生在測試的不同題目中的表現情況,以確保測試題目的可信性。 

>>美國市場自適應評估的使用總覽

在《解碼自適應學習》的報告中,培生集團給出了9種在美國應用很廣的自適應評估工具。它們針對學生不同的年齡層和學習需求,推出不同種類的測評服務,以達到個性化、自適應學習的目標。

  • ALEKS:為K-12和高等教育的學生提供數學測評的線上教育系統

  • Learnsmart+Smartbook: 為麥格爾—希爾(Mcgraw-Hill)集團推出的超過1300節課程提供自適應評估服務

  • ScootPad:為K-5年級的學生提供自適應數學和閱讀技巧的測評服務

  • SucessMaker:針對數學和閱讀,為K-8年級的學生提供個性化測評和相應的學習路線規劃

  • Fulcrum Labs:通過視訊、文字、互動性練習和測試,為高等教育的學習者提供自適應內容和自適應評估

  • I-Ready:為K-8年級的學生提供數學和閱讀的自適應評估和自適應內容

  • Istation:為PreK-12年級的學生提供以神經學研究為基礎的,影象化和概念化的自適應評估

  • Mastering:在高等教育領域,為工程和科學學科的學習者提供自適應測評

  • Think Through Math: 為數學學習者提供自適應指導、測評和實時支援

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在以上的工具中,小星將選擇兩個具有代表性的工具進一步分析自適應評估的應該場景和效果。一個是針對數學領域的ALEKS,另一個是針對讀寫領域的Istation Reading。

>>案例分析

1. ALEKS (www.aleks.com)

這是針對為K-12和高等教育數學學習的自適應評估。1994年,ALEKS由加州大學歐文分校(UC Irving)的研究室,根據腦神經測試和數學演算法的相關知識研發出來,用以測評學生對所學數學知識的掌握程度。2013年,ALEKS被麥格爾—希爾(Mcgraw-Hill)集團收購。目前,該平臺已普遍應用於美國公立小學的數學課堂,在高等教育中的使用率也逐漸上升。

ALEKS作為線上學習系統,涵蓋了從K-12到高等教育幾乎全部的數學課程,現在也可為在家自主學習的學生(home-schooled)提供學習輔導。ALEKS使用人工智慧手段評估學生對數學知識的掌握程度,並提供自適應指導。它運用自創的“知識空間理論”(Knowledge Space Theory),通過一系列問題測試學生對問題的理解程度。

在這一過程中,教學者也要確保學生對所學的概念清單有清晰的瞭解,以免學生跳過應做的測試內容,使結果不具參考性。在檢測中,根據學生回答上一道問題的正確情況,系統將自動決定下一道題的難度;同理,系統也將根據學生上一次測驗的成績,自主決定下一次檢測的難度。每一次的評估結果,都以餅圖的形式體現學生對知識掌握的熟練程度、進步程度和與歷史成績的對比,檢測的結果隨時發給老師和家長。Aleks的知識空間理論運用組合數學和隨機過程的相關模型,利用數學語言分析學生的測試成績。

具體到課堂應用的場景中,ALEKS在給學生的測試中避免使用多項選擇題,而是模擬傳統的、用紙和筆進行的線下測試,要求學生在答案框中輸入答案。在課堂初始,每位學生登入ALEKS的系統後,會立刻觀看一段使用說明的視訊。緊接著,學生將完成第一次自適應評估測試,然後再進行大約45分鐘的新課程學習。課程學習結束後,ALEKS將再給學生20到30道問題以測驗學生當前的學習成果。這些問題都是根據學生的第一次測評結果、剛剛學習的課程內容、以及學生在本次測評中上一道題的回答情況自動調整和產生的。因此,每位學生每次測試的時間和內容各不相同。

ALEKS還推出了QuickTables,即一個以研究為基礎的數學輔導專案。通過線上平臺的課程和評估,為小學三年級及以上的學生提供數學方面的教學輔導。此線上專案通過定期的評估與再評估,實時反饋和虛擬檢測,再根據學生測試的結果為其提供相應的學習內容,這大大提高了學生學習的效率,也減輕教師了的教學負擔。該通過分散式練習機制(distributed practice mechanism)為每一位學生提供自適應評估和自適應內容。 

2. Istation Reading (www.istation.com)

Istation Reading 為Pre-K(幼兒園)到12年級的學生提供閱讀和寫作的線上測評和課程。學生完成以遊戲為基礎的課程、活動和測試後,系統將自動生成評估報告,並隨時傳送給老師和家長。目前,Istation Reading已經美國18個州的學校使用,並且根據不同州的教育要求調整平臺的教學和測試內容。

Istation Reading首先為每位學生提供以遊戲為基礎的入門測試ISIP以評估學生的閱讀水平(Istation Indicators of Progress),並根據測試結果為其選擇之後的遊戲難度。閱讀和寫作的測試內容包括聽力理解、音位知識、字母知識、詞彙、拼寫、閱讀理解和閱讀速度等。

具體到應用場景來看,學生在剛剛進入Istation Reading的系統後,將會進行一個初始測試。在測試中,如果學生選擇了錯誤的答案,系統將移除此錯誤答案,並給學生相關提示,指導學生做出正確的選擇。所有的測試內容都有明確的時間限制。在這之後,學生會在每次課程和活動後接受測評。此外,Istation Reading每個月還為學生提供更為正式的線上閱讀測評。

佛羅里達中心大學(University of Central Florida)的國際閱讀研究中心(The Morgridge International Reading Center)對該工具進行了獨立調查。2014-2015學年,一部分公立小學的學生,被隨機安排使用Istation Reading的自適應評估系統進行學習檢驗。參與該研究的學生構成如下:螢幕快照 2016-09-23 上午10.56.10.jpg螢幕快照 2016-09-23 上午10.56.21.jpg

首先Istation Reading為參與的學生進行了第一次自適應評估,並根據其測試結果,將這些學生分成了三組。螢幕快照 2016-09-23 上午10.57.30.jpg

之後Istation會根據學生閱讀水平的不同,為他們提供相應的課程內容和定期的再評估。到學年結束的時候,每一組學生的閱讀水平都有了顯著的提高。

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該調查的結果顯示,以資料收集和分析為基礎的Istation Reading的自適應評估和相應的課程,可以有效提升使用者的閱讀流利程度;同時該系統被證實可以在教室中有效的使用。

本文轉載自EdStars未來學堂(微訊號:edstars),作者杭蘇寧。