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成果名称：初中化学实验技能自动测评系统
申请单位：北京师范大学
成果编号：鉴字[教 NF2005]第003号
鉴定日期：2005年2月19日
学 科：14、计算机
成果简介：
该项目属于教育评价的范畴，研究重点是学生技能自动测评。目前传统的针对知识的自动测评理论与应用都较为成熟，而针对学生技能，尤其是操作技能的自动测评还鲜有研究，该项目正是针对这方面开展的。该项目的研究中，测评的对象是学生的操作技能，测评的主要工具为计算机技术。该项目总体的目标表现在理论探索和实践应用两个层面，所取得的研究成果也反映了这两个方面的内容。
在理论探索方面我们主要取得了三个成果，分别是：
1．在“知识空间理论”的基础上，提出了“扩展知识空间理论”：根据我们的研究，知识空间理论运用到实验技能测评中，还有若干方面需要完善，针对这些不足，我们提出了“扩展知识空间理论”，使该理论成为技能测评的理论基础；
2．提出了实验技能测评自动化的一般模型：在参考了国内外同行关于测评自动化的模型的基础上，我们构建了一个新的模型，该模型中。我们充分考虑了在实验的不同阶段建模的特点，在不同的阶段应用了连续系统仿真和离散系统仿真两类不同的系统仿真；
3．提出了技能测评自动评分算法的一般框架：该算法框架的建立为后续各种技能的自动测评提供了实现指南，并使学生的整个实验过程都被纳入到测评的范围，这种条件下所得出的结果，无疑更能够反映学生的技能水平。
在实践方面，我们也取得了三项主要成果，分别是：
1．构建了虚拟化学实验室：该系统主要用于给学生建立一个虚拟实验环境，是一个松耦合模块化开放式的系统，非常有利于根据需要做任何程度的扩展。在该系统中，我们在用户操作的录制与重现、用户协同工作支持、化学实验操作标准化表示等方面都进行了较为深入的研究工作，并在虚拟化学实验室中首次实现了录制与回放以及对协同工作的支持；
2．构建了初中化学实验技能自动测评系统：自动测评系统由题库系统，自动评分系统以及测评管理系统三个部分组成，而整个测评系统又在虚拟实验室系统的辅助下发挥作用；
3．基于现有题库标准，设计了操作题的题库表示标准：我们对于QTI进行了两个方面的扩展：一是操作题作为新增响应类型的呈现机制的扩展；二是操作结果处理机制的扩展。
总体上说，本项目的主要创新点主要为：
1．教育测量理论的发展——提出了扩展知识空间理论；
2．设计了实验技能自动评分算法框架，并在此基础上提出了实验操作的标准化表示方法；
3．首次实现了化学实验技能自动测评系统，并总结出了实验技能测评自动化的应用模式。
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