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1、自适应考试系统(CAT)对学科核心素养判定的积极意义摘要：浙江省试点推行的新高考体系备受关注，“在7门学科中选择3门作为高考计分科目”规则是其亮点之一，核心在于“选”，学生在受到众多显、隐性因素影响后做出选择，但其中唯独缺少了对其自身学科素养情况的标准化判定因素，从而可能导致学科素养误判科目误选，进而损害政策红利。我们期盼教育主管部门在除高考、学业水平考试之外能引领、研发、推行标准化、低风险的各学科自适应考试系统，供学生在完成基础学业至正式选科前的时期内使用，使其得到对自身学科素养的科学判定反馈。大量研究反映计算机化自适应考试系统的多项核心优势（自适应、提升考生表现等）能够胜任这项任务。关键词
2、：计算机自适应考试，CAT ，IRT，学科核心素养 在浙江省推行的新高考政策中，考生获得了“7选3”的权利，学生被鼓励开展生涯规划并选择相应学科参加高考选考，同时配套高校专业录取学科限制等措施。这一系列举措无疑都指向一个目标提升学生核心素养，打造精准素质教育。但是，将这项浩大工程的起点交由18岁的学习者从7门待选科目中选修3门学科参加高考，有政策性懒惰之嫌，难以保证学生选课的主要依据具有科学合理性。计算机自适应考试系统（CAT）的多项核心理念在帮助学生树立自我认识，发掘自身潜力，定位自身强势学科等方面是大有裨益的，对于学生科学合理定位自身优势学科有着积极的帮助。1 当前考生“7选3”环节的现状
3、，隐患与建议1.1 部分地区的普通高中考生“7选3”的现状与隐患以试点省份浙江省内的义乌市为例，各学校所推行的学生“7选3”活动方案各有不同，客观原因是各校师资力量与课程体系的不同。教师资源充沛的义乌中学在高一学段期间，为学生开设齐全所有供选学科课程，学生在经过1个学年的完整学习后，落实“7选3”环节；而学科教师配备存在“潮汐”现象的学校例如义乌四中，高一学段难以开设齐备所有供选学科，则允许学生在高一学段末和高二学段末各进行一次“7选3”。同时也确实存在不少学校以课程设置更为便利为出发点，在未开设相关课程的环境下要求学生做出“7选3”的决定。这类学校的学生选科方案将造成该校学生的选科年份晚于规
4、范开设课程学校的学生，造成学科开设先后的学生选科潮汐现象等。1.2 考生缺少学科标准化考试的反馈，选科技术手段低下考虑到新高考政策规定考生“学业考”与高考选考不可兼得的规定，即考生不得参加计入高考总分的学科所对应的学业水平考试，从而导致学生无法对各科的基础内容得到一个标准化考核反馈，无法得知自身学科总体竞争能力，学生在此基础上参与选科，结果必然缺乏科学性，进而导致的学科误判、不良情绪等消极因素将有损本次新政策的红利。1.3 充分开展考试考核与开设课程的必要性 学生在做出选科决定之前应对7门学科有一个全面系统地认识，并结合自身在7门学科中的学业表现、学习效能感与个人偏好以及一些隐性因素做出选择。
5、从操作层面上讲，即学生应完成7门学科的基础必修模块的学习。学校应认识到为学生在学段早期开设齐备课程，帮助学生形成课程观显得尤为重要。考虑到高考作为一种标准化、高风险考试，大部分学生会将自身的特定学科竞争力考虑因素优先于个人兴趣等隐性因素。因此，在学生选科之前，为考生提供标准化、低风险的CAT考试，使其对自身的学科素养有一个合理判断，有助于其做出符合自身利益的选择。2. 自适应考试系统(CAT)在新课程改革中对提升学生学科核心素养的意义2.1自适应考试系统（CAT）的核心工作机制与优势早在上世纪70-80年代，即微机时代，计算机化考试的定义已明确任何涉及运用计算机技术以完成构建考试项目或者选择未
6、构建的项目来形成考试项目的活动即计算机辅助测验（Hsu,1985）。现今，全球多项大型考试均采用了计算机化考试，如TOEFL、GRE、我国的高校四、六级英语网考。但以上这些考试均是依托于计算机作为考试媒介，在信度效度与纸质考试相符的条件下开展测试活动。为了使计算机化考试尽可能的发挥其不同于纸质考试的优越性，众多研究者运用项目反应理论（IRT）使计算机化考试实现了从基于计算机为媒介的考试（CBT）向计算机自适应化考试（CAT）的转变。基于项目反应原理(IRT)的计算机化自适应考试（CAT）其基本思想与心理学中关于潜在特质的一般理论相关。通过对被试者的若干次试探与假设，得出高精度的测量结果。显著优
7、点有：（1）与纸笔考试相比，CAT试卷的试题容量是其25%。（2）能有效提高测量精度，从流程上提高考试的安全性。（3）为考生提供个性化服务，允许灵活考试。（4）即时反馈 。（5）节省大量人力物力 (Wainer，1990)1。2.2 研发CAT公共题库能够实现标准化的低风险考试，兼顾“减负”与选拔。在新高考规则框架下，一般的讲，高考选考学科A的考生对该科知识的掌握运用能力应高于该科的平均学业水平考试水准。但实际情况是，由于选考科目考生不得参加学业水平考试，该考生在参加该科高考之前并没有机会通过参加标准化的考试来获取相应反馈证实其学科运用能力（各学校内部的期末试卷等远不能称之为标准化考试）。 我
8、们可以期盼，在高校入学考试与学业水平测试之外，教育主管部门能否推出高信度效度的公共题库用于研发CAT系统，从而形成一项标准化的低风险考试（可以通俗的理解成严肃程度低的考试）。从以下几个指标思考，这是完全可行并且值得推行的。首先，运用CAT构建标准化考试是行之有效的。高考作为一项庞大的社会工程，专业的考试设计人才储备相当丰富，设计出高信度效度的纸笔试卷已是常态。上个世纪，由于缺少测量理论与条件，一直难以证实计算机化考试在信度效度上能等同于纸笔考试。经过理论的发展，现今已能测量得出特定场景、特定风险下的CAT信度效度高度近似于纸笔考试，甚至由于地域的不同，存在高于纸笔考试的情况。国内也已有多项专项
9、研究证实：江西师范大学“题库理论”组，编写考生智能水平的自适应测验时指出：自适应考试可以在不损害测验的信效度前提下，减少试题题量，缩短测验，提高测验效率2在同等测量精确度的条件下，自适应测试可缩短40至60的测试长度3因此，以建设中的高考题库为基础，运用CAT建构的学科考试的标准性是可以有保障的。其次，本文中建议运用CAT构建低风险考试。为了鼓励学生在正式选科之前，积极参加标准化的CAT学科学业测试，必须降低其考试风险，单一其考试用途用于评价学习者在学科基础学业知识学习阶段的综合表现。从操作角度看，即考生参加此类考试后，成绩优劣不会产生相应后果，该成绩仅成为学生选择学科的考虑因素之一。既然是低
10、风险考试，就无加重学生负担一说。反之，若设定为高风险考试，将放大考生在CAT考试中的不利因素，有测量指出在高风险考试环境下，如下情绪将强化计算机化考试的负向作用：不熟悉考试形式，紧张，屏幕阅读感到视觉疲劳，担心停电，系统崩溃导致数据丢失4。2.3自适应考试系统对学生发掘其自身核心素养起到积极作用 作为一线教育工作者，通过与学生的访谈，发现学科偏好与学科能力无明显关联。常见的学生心理有：（1）有兴趣偏好的学科学业水平却不高，无法作为选考科目。（2）对多门学科均有偏好或无偏好。（3）难以判断自身的优势学科种类。（4）受师长、同学等外在引导作用明显。这几类心理都指向一个核心问题，学生难以定位其核心素
11、养。基于IRT的CAT除了能完成灵活的考试呈现组织任务之外，还能起到鼓励提升考生考试表现的作用，提升其考场效能感。这与其试题呈现机制有关。基于IRT的计算机自适应考试建立了综合反映考生应考情况与考题难度系数及能力水平之间关系的非线性模型，试题的选择是根据应试者的能力水平动态抽取形成的，难度适宜的特点也可增强学生参加考试的动机。静态的纸笔考试而言，试卷难度系数已经确定不变，学有余力者无法获知自身真实水平所高于纸笔试卷的程度；学习困难者则难以完成考试，负面的隐性因素得以放大，对其学科学习动机、选科动机均产生损害。而基于IRT的CAT可以有效避免此类情况。在不预先设定考试题数和考试时长的情况下，通过
12、小步调重复同系数的试题来判定学生能力。一般原理为：1初始题目设定。CAT系统对考生是陌生的，可选取题库中总难度适中的试题，根据考生答题情况，初步估测考生的能力值。2. 能力估计。采用最大似然估计法，能力参数的最大似然估计是通过被测试者的似然函数区最大值。3后续选题原则。原理是根据学生之前的答题的情况来调整后续题目的难度，反复的寻求并达到考生的稳定水平。4终止条件。常用的条件为考试时间终止或者考生能力水平已得到精确判定5。此种形式的CAT对于考生的考试表现十分有益，集中体现在以下几个方面：（1）保持一定强度的考试动机。CAT系统中的首题难度如果过于低下，考生经过答题并答对后，CAT系统将会动态的
13、提升试题难度，反复寻求接近考生真实水平，当考生在自身真实能力系数的层面上答对多题试题后，CAT系统会尝试提升试题难度，此时即使考生难以完成，也不会损害对其做出的评价。低风险环境下，考生更易放松积极应对。（2）考试时长由考生表现而定，减轻考生考试负担。传统高考环境中，考生甚至需要久坐150分钟来完成考试，身心疲劳程度已经成为影响考试成绩的显性因素了。在CAT中，终止条件为考试时间耗尽或学生能力测定稳定，当学生较迅速的呈现出自身水平并获得稳定的难度认定后，系统将会结束考试活动。 在考生学习完各门待选科目的基础内容之后，参加此类CAT考试，可以高效的帮助考生判别各学科优劣势，并结合自身的生涯规划，精
14、准定位自身优势学科，专注提升自身特定学科素养。2.4自适应考试系统是推动高考半闭卷形式的有效媒介传统纸笔高考给考生带来的负担重，如：考试时长过长、“一考定终身”、繁重的知识点单纯机械记忆等，使考生苦不堪言。其中，各学科内围绕着是否必要要求学生自身记忆过多知识条目常有争论，无法牢固记忆知识点是否有碍于人才打造的问题自古以来就存在，知识记忆与解决问题能力的关系问题，就是掌握知识与发展能力的关系问题。而今，我们处于信息爆炸时代，科学知识体量惊人，信息获取方式灵活多样，要求学生熟记各项知识条目已无必要。我们期盼高考能采用半闭卷形式，从根本上减轻学生的机械学习负担。这种半闭卷形式中，试卷应在保证试题难度
15、系数不变的前提下，为考生提供背景知识，而为保考试公平，可以考虑削减考试时间以作为考生查看背景知识的考试成本。这种灵活的考试形式非纸笔考试所能承担，CAT考试模式是最佳选择。在CAT考试中，考生可以自主选择是否需要查看答题所需的知识背景（公式、概念等），而且，CAT计算机系统能够丰富考试材料呈现方式，以图文声像等多媒体形式为考生提供帮助。 运用CAT呈现半闭卷考试形式的可行性不仅在于其高精度的信度效度和良好的互动性，另一重要优势为在此种模式下，考生的考试表现能得到良好提升。陕西师范大学专项研究成果表明：在考察学生解决问题能力的主观性试题(应用题)的闭卷考试中，为学生提供知识记忆支持(或日减轻学生
16、的知识记忆负担)，能明显提高学生在解决问题的主观性试题上的得分6。3.结论与建议 新高考框架下的考生在选择选考科目时，需要综合考虑多项因素，包括：个人偏好、学习效能感、社会家庭环境影响、学业表现等因素，而高考作为一项标准化高风险考试，学生对自身学科核心素养的判定尤为重要，设计推广以优质题库为基础的计算机自适应考试，可以为选科考生判定其优势学科提供帮助。基于IRT理论的计算机自适应考试CAT凭借其自身机制和形式的优势，不仅能有效完成标准化考试的组织呈现，同时在提升考生考试表现与改革考试形式等难点问题有突出价值。参考文献：1 Wainer, H. (1990)Introduction and hi
17、storyIn HWainer (ED)，Computer Adaptive Testing; A Primer. (PP. 1-21)New Jersey: Lawrance Erlbanm.2 江西师大“题库理论”组, 考生智能水平的自适应测验J. 江西师范大学学报. 1987(2)3 余胜泉,何克抗. 网络题库系统的设计与实现J. 中国远程教育，2000(9): 53574 林玲, 针对二线城市英语考生的计算机自适应测试态度调查, 英语教学研究, 2010-3.5 苏婕, 基于题目反应理论的网络自适应考试, 天津职业院校联合学报, 2007 -96 陕西师范大学重点教学改革研究项目“高校招生考试制度研究”课题组, 关于改革高考考试形式的实验研究, 教育与考试, 2003-1.
高中论文：自适应考试系统(CAT)对学生判定自身学科核心素养的积极意义
