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[摘要] 课堂应答系统属于教学管理系统的一个重要组成部分,而单一的课堂应答系统不能很好地与教学系统的其他部分整合,用系统化的方法把课堂应答系统集成于CMS是课程管理的需要。Moodle是目前最流行的CMS之一,本文将结合实例讨论如何在Moodle平台实现系统集成的课堂应答系统。
[关键词] Moodle;课堂应答系统;投票;程序教学;测验
一、引言
课程应答系统又叫个人应答系统,通常在上课期间被教师用来对学生进行调查或随堂测验之用。这种系统通常是一套基于硬件(像遥控器一样的手控设备)的系统或基于现有硬件设备(如掌上电脑或笔记本电脑)的软件系统,一般用在大型的、演讲式课程当中。但这种系统一般需要专用网络实现通讯,安装、使用较难,价格昂贵。基于WEB的课堂应答系统目前还较少,正处于研究中,笔者试图利用Moodle平台实现基于WEB的课堂应答系统,与传统课堂应答系统相比,该系统成本低,安装简单,使用方便,还能突破课堂的限制且和教学的其他部分实现了整合。利用该应答系统,教师不仅能提出测试的命题,学生能在限定的时间内做答,而且教师能及时看到学生群体的反应情况,为后续教学提供启示和参考。
二、构建课堂应答系统
1.应答分析系统要求
在教育信息处理中,教师提出问题后,通过对所有学生应答数据的收集及处理得到的一种表示群体应答率随时间变化的时间特性曲线,即群体应答曲线(图1),通过对曲线的分析和研究,教师能掌握问题的难度以及学生对知识的掌握情况。
从图1中可以知道,要进行数据分析必须要有两个因素:一是计时,二是数据的收集、处理。这在传统的教学中是无法实现的。在传统的教学中,教师要掌握学生的学习效果主要通过教师提问——学生举手发言,课堂测验——学生做试题的方式来获得反馈。但是由于某些原因,如学生之间的相互影响,学生发言的顺序性等使得这种反馈方式误差大,效率低,评估效果差。要实现自动的计时和数据收集、处理,通常需要一个课堂应答系统来支持学生群体的应答反馈。
2.应答分析系统组成
应答分析系统一般包括应答器、收集数据、处理数据和呈现处理结果等几部分构成(图2)。
应答器:这是所有学生使用的应答器的集合,每位学生通过使用应答器对指定的问题进行应答。
收集数据:收集每一个应答器给出的应答数据。
处理数据:对于收集到的应答数据,系统进行分析处理,同时也可对指定学生的应答情况进行分析。
呈现结果:处理后的结果可根据需要选择输出的方式,如显示器,打印机等。
这四个部分构成一个完整的应答分析系统,而收集数据与处理数据功能通常都集成于相关部分。现有的课堂应答系统通常用一个发射机或是掌上电脑之类的硬件设备作为应答器,电脑收集学生的应答数据,进行分析处理后,通过一个显示器以直方图以及更详细的报表形式输出。目前市场上的课堂应答系统主要有Texas Instruments的TI-Navigator,InterWrite的PRS and PRS-RF,eInstruction的CPS,Hyper-InteractiveTeaching Technology的H-ITT等,但通常这些系统都需要专用的配套的软/硬件设备支持,有些还需要专用网络实现通讯,安装、使用较难,价格不菲。
三、基于Moodle的课堂应答系统的实现
(一)Moodle平台的搭建
Moodle是用PHP语言所编写,我们可以在任何支持PHP语言的操作系统上安装,如Linux、Windows XP、Mac OS X等操作系统都支持。Moodle有教师版和网络服务器版,教师版可供教师离线编辑课程,然后可通过平台的备份功能将新编辑课程打包,再通过服务器版本的恢复功能可将打包课程导入,供在线使用。首先我们根据需要下载Moodle安装包(推荐大家到Moodle的官方网站[4]或是到东行记[5]进行最新下载,这些网站还提供相应版本的汉化包),然后解压到磁盘根目录下进行安装。
(二)利用Moodle实现课堂应答系统的可行性分析
1.访问支持
我们在支持PHP语言的操作系统上架构好Moodle并将此计算机作为服务器,便可通过网络访问,该平台可以支持有50000人的学校使用。因此,在Moodle平台进行课堂应答不会存在由于并发用户过多而出现的访问瓶颈。
2.系统功能支持
Moodle具有丰富的教学活动模块,满足应答分析系统所要求的功能。在Moodle的教学活动设计中,投票、程序教学和测验模块都支持试题的制作,应答限时,以及学生随时参与等功能,并能根据学生的应答情况进行分析统计,然后以图表或报表的形式直观输出。
3.可操作性强
Moodle平台使用简单,可操作性强,与目前的课堂应答系统相比,是一大优势。我国部分中小学已经开始应用该平台进行教学并取得了很好的效果,这充分证明了Moodle的技术门槛低,面向对象广泛的优点。
4.与传统应答系统的比较
Moodle是架设在Web服务器上的软件,利用传统网络即可实现,因此只需要有服务器和客户机即可。基于Moodle的课堂应答系统将以客户端电脑作为应答器,学生作答后提交数据,服务器将负责收集并对其进行处理分析,最后将结果在显示器上输出。与现有的课堂应答系统相比,它不但具备与其相当的应答功能,最重要的是减少了昂贵的费用,无需专用网络实现通讯,而且安装简单,使用方便,系统技术门槛低,维护也容易。
现有的课堂应答系统仅支持同步课堂应答,而基于Web的Moodle课堂应答系统不仅可以用在同步课堂教学中,而且对异步教学也有帮助。教师可以利用Moodle给学生布置课前作业,学生利用网络在家完成作业后,教师便可看见学生的预习结果,这可为教学准备工作提供参考;同样,基于Moodle的课堂应答系统也可作为学生课后练习的平台,为教师的教学反思提供借鉴;此外,该系统也能为教师远距离教学提供信息。无论是同步作答或是异步作答,在作答信息处理中,无应答时间Td都是可以测算的。在同步课堂教学中,由于学生群体同步作答,故Td为从教师提出问题开始至第一个学生作答之间的时间间隔;在异步教学中,由于学生群体异步作答,故Td为所有学生个人进入应答活动时刻与作答时刻之间的时间间隔中的最小值,即所有学生中的相对最小无应答时间。对于无应答时间的计算,Moodle目前还尚不完善,但是Moodle开源的优势可以让我们根据需要加以改进。
从功能上讲,Moodle的时间功能不但可以完成课堂应答,而且还支持其他教学活动,如课程考试和练习。在课堂教学中,教师在应答活动中设置单个试题,便可实现对单个试题的课堂应答分析,而如果是设置一系列的题目,便可对学生进行异步的、远程的考试或是练习。
(三) 在Moodle平台构建课堂应答系统三种实现方式
1.应用投票功能实现
应用投票功能可以实现简单的选择应答。教师登陆相应课程后,首先将课程编辑功能打开,然后在需要添加课堂应答的位置的添加活动下拉框中选择投票,系统弹出一个添加投票的页面,在这个页面中,我们可以进行相关设置,如投票的名称,投票正文说明,投票选项(多达10个),投票时间限制,是否允许学生查看结果,是否允许更新投票,是否以小组模式投票等。教师通常会给若干个班级上同一门课程,在投票前可以把学生按班级分成小组,然后开启投票的小组功能,这样可以看到不同班级的投票结果,有利于按照不同专业不同年级进行有针对性的教学;通过开启时间和截止时间可以设定应答的时间限制;教师根据需要在相应的位置进行输入或是选择便可完成设置,最后点击“保存更改”按钮,一个投票便完成了。学生在限定时间内做答后,系统会马上进行分析统计,得出应答结果柱状图。
教师在投票结果页面可以按组(班级)查看结果,也可以看到总体的投票情况,还可通过查看回复链接到具体投票页面,掌握每个人的投票情况。同时,教师可以把投票结果以Execel格式或是纯文本格式输出,以便于进行后续处理。
2.应用程序教学功能实现
程序教学活动支持斯金纳和克劳德式的程序教学,即能够实现直线式和分支式程序教学,支持个性化的活动练习。教师登陆课程后,首先将课程编辑功能打开,然后在需要添加课堂应答的位置的添加活动下拉框中选择程序教学,系统弹出一个添加程序教学的页面。在这个页面中,我们可以对活动的名称、时间限制、是否记分、最高分数、是否允许学生检查以及尝试的次数等进行设置,按“保存更改”按钮后,程序教学就建立好了,系统马上转入为这个程序教学添加试题的页面,在这里我们可以将已经存在的试题直接导入进来(支持的导入格式多达13种),也可以为该程序教学直接添加问题页或是分支。在添加问题页面中,支持的题型包括选择题、判断题、填空题、数字题、匹配题和问答题,根据需要教师在建立问题时可以设定题目的分数,给出学生作答的反馈(如回答正确或错误)以及设定页面的跳转(如回答正确就按顺序进入A页面,错误就跳转到B页面,但通常是在所有页面建立好后才进行此项设置),还能通过建立分支和簇对回答错误的情况给予补救。需要说明的是为了对学生作答的结果进行统计和分析,必须在添加程序教学页面中将“是否不记分”这项设置为“否”,这样才能记分并进行统计分析(当然也要求编辑问题时为每个题目设置分数)。
学生在限定的时间内作答结束后,能及时看到自己作答结果,Moodle将在教师端以报表的形式将学生集团的应答结果详细显示出来,包括每个人的得分,作答时间,整个应答集团的最高分,最低分,平均应答时间,最高时间和最低时间等,并且还提供详细统计功能,可以细化到对每个问题的应答率统计,教师可以此为参照,了解学生对知识的掌握情况,确定后续教学的重点。
3.应用测试功能实现
测试是这三种活动模块中功能最强的。教师首先登陆课程,将课程编辑功能打开,然后在需要添加课堂应答的位置的添加活动下拉框中选择测验,系统弹出一个添加测验的页面。在这个页面中,我们可以设置测验名称、测验介绍、测验开启时间和截止时间、时间限制,题目是否随机排列,题目内容是否随机排列,测验试答的次数,是否以小组模式等,点击“保存更改”按钮,系统便转入为测验添加试题的页面。首先可以添加题目的类别(可选,可以直接选择系统的“默认类别”),然后添加试题,该模块支持的试题类型最丰富,包括:计算题、描述题、论述题、匹配题、完形题、选择题、填空题、数字题、随机填空匹配题、判断题等十种题型,教师可以新建试题(Moodle以题库形式保存试题,因此可以选择先前已经存在的题目),也可以从外部导入题目。当题目全部完成后,将参加组卷的题目选中,点击“添加到测验”,一个测验就完成了。
学生作答完成后,系统立即自动收集数据并进行处理、统计和分析。教师进入测验后,在“结果”选项卡中有四个子选项卡:“概览”能看到学生作答的总体情况,包括学生作答时间以及得分等;“重新打分”选项卡可以为测试重新打分,比如分数设置有变的情况;在“手工评分”选项卡中,教师可以为论述题手工评分;“单项分析”选项卡将对每个试题的作答情况进行统计分析,包括得分、引用计数、引用率、正确率、标准偏差、区分度、识别指数等。
四、结论
课堂应答属于课堂教学的一部分,那么课堂应答系统仍然属于教学管理系统的一部分,单一的课堂应答系统不能很好和整个教学系统的其他部分整合,用系统化的方法把课堂应答系统集成于CMS是课程管理的需要。我们利用Moodle平台的投票、程序教学以及测试功能能很好的实现课堂应答系统,教师可以根据需要灵活的选择三种教学活动模块,他们不但可以事先准备好问答题目,并且也能即兴添加试题,操作简单,随时都可以对学生进行随堂测验;同时系统也可以根据学生的作答立即产生应答结果报告并以图表或是报表的形式输出,老师通过观察应答分析结果及时了解学生是否已经抓住了关键的概念以及判断问题的难度,根据结果调整课程。
[参考文献]
[1]傅德容,章慧敏.教育信息处理[M].武汉:出版社,2001.135-148.
[2]黎加厚.学习管理系统Moodle与新课程改革 [Z] .
[3]南国农.在“纪念中国电化教育发展70年座谈会”上的发言[J] .电化教育研究,2007(3).
[4]http://www.moodle.org.
[5] http://www.moodlechina.org.
[作者简介]
彭丽,四川农业大学职教学院助教,广西师范学院教育技术学专业硕士研究生,主要研究方向:信息技术与课程整合。
莫永华,广西师范学院物理与电子信息科学系副教授。
冼伟铨,广西师范学院物理与电子信息科学系教授。
[关键词] Moodle;课堂应答系统;投票;程序教学;测验
一、引言
课程应答系统又叫个人应答系统,通常在上课期间被教师用来对学生进行调查或随堂测验之用。这种系统通常是一套基于硬件(像遥控器一样的手控设备)的系统或基于现有硬件设备(如掌上电脑或笔记本电脑)的软件系统,一般用在大型的、演讲式课程当中。但这种系统一般需要专用网络实现通讯,安装、使用较难,价格昂贵。基于WEB的课堂应答系统目前还较少,正处于研究中,笔者试图利用Moodle平台实现基于WEB的课堂应答系统,与传统课堂应答系统相比,该系统成本低,安装简单,使用方便,还能突破课堂的限制且和教学的其他部分实现了整合。利用该应答系统,教师不仅能提出测试的命题,学生能在限定的时间内做答,而且教师能及时看到学生群体的反应情况,为后续教学提供启示和参考。
二、构建课堂应答系统
1.应答分析系统要求
在教育信息处理中,教师提出问题后,通过对所有学生应答数据的收集及处理得到的一种表示群体应答率随时间变化的时间特性曲线,即群体应答曲线(图1),通过对曲线的分析和研究,教师能掌握问题的难度以及学生对知识的掌握情况。
从图1中可以知道,要进行数据分析必须要有两个因素:一是计时,二是数据的收集、处理。这在传统的教学中是无法实现的。在传统的教学中,教师要掌握学生的学习效果主要通过教师提问——学生举手发言,课堂测验——学生做试题的方式来获得反馈。但是由于某些原因,如学生之间的相互影响,学生发言的顺序性等使得这种反馈方式误差大,效率低,评估效果差。要实现自动的计时和数据收集、处理,通常需要一个课堂应答系统来支持学生群体的应答反馈。
2.应答分析系统组成
应答分析系统一般包括应答器、收集数据、处理数据和呈现处理结果等几部分构成(图2)。
应答器:这是所有学生使用的应答器的集合,每位学生通过使用应答器对指定的问题进行应答。
收集数据:收集每一个应答器给出的应答数据。
处理数据:对于收集到的应答数据,系统进行分析处理,同时也可对指定学生的应答情况进行分析。
呈现结果:处理后的结果可根据需要选择输出的方式,如显示器,打印机等。
这四个部分构成一个完整的应答分析系统,而收集数据与处理数据功能通常都集成于相关部分。现有的课堂应答系统通常用一个发射机或是掌上电脑之类的硬件设备作为应答器,电脑收集学生的应答数据,进行分析处理后,通过一个显示器以直方图以及更详细的报表形式输出。目前市场上的课堂应答系统主要有Texas Instruments的TI-Navigator,InterWrite的PRS and PRS-RF,eInstruction的CPS,Hyper-InteractiveTeaching Technology的H-ITT等,但通常这些系统都需要专用的配套的软/硬件设备支持,有些还需要专用网络实现通讯,安装、使用较难,价格不菲。
三、基于Moodle的课堂应答系统的实现
(一)Moodle平台的搭建
Moodle是用PHP语言所编写,我们可以在任何支持PHP语言的操作系统上安装,如Linux、Windows XP、Mac OS X等操作系统都支持。Moodle有教师版和网络服务器版,教师版可供教师离线编辑课程,然后可通过平台的备份功能将新编辑课程打包,再通过服务器版本的恢复功能可将打包课程导入,供在线使用。首先我们根据需要下载Moodle安装包(推荐大家到Moodle的官方网站[4]或是到东行记[5]进行最新下载,这些网站还提供相应版本的汉化包),然后解压到磁盘根目录下进行安装。
(二)利用Moodle实现课堂应答系统的可行性分析
1.访问支持
我们在支持PHP语言的操作系统上架构好Moodle并将此计算机作为服务器,便可通过网络访问,该平台可以支持有50000人的学校使用。因此,在Moodle平台进行课堂应答不会存在由于并发用户过多而出现的访问瓶颈。
2.系统功能支持
Moodle具有丰富的教学活动模块,满足应答分析系统所要求的功能。在Moodle的教学活动设计中,投票、程序教学和测验模块都支持试题的制作,应答限时,以及学生随时参与等功能,并能根据学生的应答情况进行分析统计,然后以图表或报表的形式直观输出。
3.可操作性强
Moodle平台使用简单,可操作性强,与目前的课堂应答系统相比,是一大优势。我国部分中小学已经开始应用该平台进行教学并取得了很好的效果,这充分证明了Moodle的技术门槛低,面向对象广泛的优点。
4.与传统应答系统的比较
Moodle是架设在Web服务器上的软件,利用传统网络即可实现,因此只需要有服务器和客户机即可。基于Moodle的课堂应答系统将以客户端电脑作为应答器,学生作答后提交数据,服务器将负责收集并对其进行处理分析,最后将结果在显示器上输出。与现有的课堂应答系统相比,它不但具备与其相当的应答功能,最重要的是减少了昂贵的费用,无需专用网络实现通讯,而且安装简单,使用方便,系统技术门槛低,维护也容易。
现有的课堂应答系统仅支持同步课堂应答,而基于Web的Moodle课堂应答系统不仅可以用在同步课堂教学中,而且对异步教学也有帮助。教师可以利用Moodle给学生布置课前作业,学生利用网络在家完成作业后,教师便可看见学生的预习结果,这可为教学准备工作提供参考;同样,基于Moodle的课堂应答系统也可作为学生课后练习的平台,为教师的教学反思提供借鉴;此外,该系统也能为教师远距离教学提供信息。无论是同步作答或是异步作答,在作答信息处理中,无应答时间Td都是可以测算的。在同步课堂教学中,由于学生群体同步作答,故Td为从教师提出问题开始至第一个学生作答之间的时间间隔;在异步教学中,由于学生群体异步作答,故Td为所有学生个人进入应答活动时刻与作答时刻之间的时间间隔中的最小值,即所有学生中的相对最小无应答时间。对于无应答时间的计算,Moodle目前还尚不完善,但是Moodle开源的优势可以让我们根据需要加以改进。
从功能上讲,Moodle的时间功能不但可以完成课堂应答,而且还支持其他教学活动,如课程考试和练习。在课堂教学中,教师在应答活动中设置单个试题,便可实现对单个试题的课堂应答分析,而如果是设置一系列的题目,便可对学生进行异步的、远程的考试或是练习。
(三) 在Moodle平台构建课堂应答系统三种实现方式
1.应用投票功能实现
应用投票功能可以实现简单的选择应答。教师登陆相应课程后,首先将课程编辑功能打开,然后在需要添加课堂应答的位置的添加活动下拉框中选择投票,系统弹出一个添加投票的页面,在这个页面中,我们可以进行相关设置,如投票的名称,投票正文说明,投票选项(多达10个),投票时间限制,是否允许学生查看结果,是否允许更新投票,是否以小组模式投票等。教师通常会给若干个班级上同一门课程,在投票前可以把学生按班级分成小组,然后开启投票的小组功能,这样可以看到不同班级的投票结果,有利于按照不同专业不同年级进行有针对性的教学;通过开启时间和截止时间可以设定应答的时间限制;教师根据需要在相应的位置进行输入或是选择便可完成设置,最后点击“保存更改”按钮,一个投票便完成了。学生在限定时间内做答后,系统会马上进行分析统计,得出应答结果柱状图。
教师在投票结果页面可以按组(班级)查看结果,也可以看到总体的投票情况,还可通过查看回复链接到具体投票页面,掌握每个人的投票情况。同时,教师可以把投票结果以Execel格式或是纯文本格式输出,以便于进行后续处理。
2.应用程序教学功能实现
程序教学活动支持斯金纳和克劳德式的程序教学,即能够实现直线式和分支式程序教学,支持个性化的活动练习。教师登陆课程后,首先将课程编辑功能打开,然后在需要添加课堂应答的位置的添加活动下拉框中选择程序教学,系统弹出一个添加程序教学的页面。在这个页面中,我们可以对活动的名称、时间限制、是否记分、最高分数、是否允许学生检查以及尝试的次数等进行设置,按“保存更改”按钮后,程序教学就建立好了,系统马上转入为这个程序教学添加试题的页面,在这里我们可以将已经存在的试题直接导入进来(支持的导入格式多达13种),也可以为该程序教学直接添加问题页或是分支。在添加问题页面中,支持的题型包括选择题、判断题、填空题、数字题、匹配题和问答题,根据需要教师在建立问题时可以设定题目的分数,给出学生作答的反馈(如回答正确或错误)以及设定页面的跳转(如回答正确就按顺序进入A页面,错误就跳转到B页面,但通常是在所有页面建立好后才进行此项设置),还能通过建立分支和簇对回答错误的情况给予补救。需要说明的是为了对学生作答的结果进行统计和分析,必须在添加程序教学页面中将“是否不记分”这项设置为“否”,这样才能记分并进行统计分析(当然也要求编辑问题时为每个题目设置分数)。
学生在限定的时间内作答结束后,能及时看到自己作答结果,Moodle将在教师端以报表的形式将学生集团的应答结果详细显示出来,包括每个人的得分,作答时间,整个应答集团的最高分,最低分,平均应答时间,最高时间和最低时间等,并且还提供详细统计功能,可以细化到对每个问题的应答率统计,教师可以此为参照,了解学生对知识的掌握情况,确定后续教学的重点。
3.应用测试功能实现
测试是这三种活动模块中功能最强的。教师首先登陆课程,将课程编辑功能打开,然后在需要添加课堂应答的位置的添加活动下拉框中选择测验,系统弹出一个添加测验的页面。在这个页面中,我们可以设置测验名称、测验介绍、测验开启时间和截止时间、时间限制,题目是否随机排列,题目内容是否随机排列,测验试答的次数,是否以小组模式等,点击“保存更改”按钮,系统便转入为测验添加试题的页面。首先可以添加题目的类别(可选,可以直接选择系统的“默认类别”),然后添加试题,该模块支持的试题类型最丰富,包括:计算题、描述题、论述题、匹配题、完形题、选择题、填空题、数字题、随机填空匹配题、判断题等十种题型,教师可以新建试题(Moodle以题库形式保存试题,因此可以选择先前已经存在的题目),也可以从外部导入题目。当题目全部完成后,将参加组卷的题目选中,点击“添加到测验”,一个测验就完成了。
学生作答完成后,系统立即自动收集数据并进行处理、统计和分析。教师进入测验后,在“结果”选项卡中有四个子选项卡:“概览”能看到学生作答的总体情况,包括学生作答时间以及得分等;“重新打分”选项卡可以为测试重新打分,比如分数设置有变的情况;在“手工评分”选项卡中,教师可以为论述题手工评分;“单项分析”选项卡将对每个试题的作答情况进行统计分析,包括得分、引用计数、引用率、正确率、标准偏差、区分度、识别指数等。
四、结论
课堂应答属于课堂教学的一部分,那么课堂应答系统仍然属于教学管理系统的一部分,单一的课堂应答系统不能很好和整个教学系统的其他部分整合,用系统化的方法把课堂应答系统集成于CMS是课程管理的需要。我们利用Moodle平台的投票、程序教学以及测试功能能很好的实现课堂应答系统,教师可以根据需要灵活的选择三种教学活动模块,他们不但可以事先准备好问答题目,并且也能即兴添加试题,操作简单,随时都可以对学生进行随堂测验;同时系统也可以根据学生的作答立即产生应答结果报告并以图表或是报表的形式输出,老师通过观察应答分析结果及时了解学生是否已经抓住了关键的概念以及判断问题的难度,根据结果调整课程。
[参考文献]
[1]傅德容,章慧敏.教育信息处理[M].武汉:出版社,2001.135-148.
[2]黎加厚.学习管理系统Moodle与新课程改革 [Z] .
[3]南国农.在“纪念中国电化教育发展70年座谈会”上的发言[J] .电化教育研究,2007(3).
[4]http://www.moodle.org.
[5] http://www.moodlechina.org.
[作者简介]
彭丽,四川农业大学职教学院助教,广西师范学院教育技术学专业硕士研究生,主要研究方向:信息技术与课程整合。
莫永华,广西师范学院物理与电子信息科学系副教授。
冼伟铨,广西师范学院物理与电子信息科学系教授。