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1、中央电化教育馆“十一五”全国教育技术研究规划专项课题高中数学自动化测试系统开发与应用研究开题报告深圳外国语学校高中数学自动化测试系统开发与应用研究课题组 2006年9月16日一、课题研究背景(一) 课题研究现状计算机自动化测试，在社会各个领域已经展开，例如驾驶员考试、计算机等级考试、英语口语考试等。然而，在数学教学领域内开展自动化考试，并不多见，尤其是在普通高中阶段开展利用计算机自动化考试，根据目前我们所搜集的资料，还未见有先例。目前，最先进的计算机自动化考试当属美国开发的JExam系统，该系统采用Java语言作为编程语言，因而天然具有跨平台、硬件无关的优势，目前已经开发出基于Windows、
2、Mac OS X、Solaris、Linux等多种版本。该系统在美国一些大学被应用，如大学化学练习与考试。然而，该系统直接引入高中数学教学尚有一定困难，主要是：1.纯英文界面，使用上具有很大的困难；2.由于使用了模拟机机制，导致速度非常慢，在一台P4 2.66G，内存256M的联想品牌机上，从启动到练习开始，足足用了5分钟，这样的速度是高中学生所无法容忍的。3.通过使用，我们发现，JExam仍然采用事先编辑好的一套套试题，这样，通过几次的练习，学生甚至可以直接将答案背下来应付考试。尽管如此，JExam仍然具有传统纸质考试、纸质练习无法比拟的优势。首先，考试或练习的自主化。学生可以在任何时候，任
3、何地点开展练习，只要拥有一台电脑和一条网线。其次，反馈的即时化。练习的一种模式是：阅题思考答题反馈反思，对于学习而言，反馈的周期越短越好，使用计算机进行自动化练习，反馈就可以达到即时的程度。第三，利用计算机进行自动化练习，可以有效地节约资源，达到资源共享的目的。(二) 选题意义和研究价值在高中数学学习过程中，练习与测验是必不可少的一个环节，这个环节是教师与学生的沟通的重要步骤。学生与教师在课堂上的交流，很大程度上是教师到学生的单向流，学生的练习，又是学生到教师的单向信息流，只有面对面的辅导，能够做到双向直接交流，但这样的交流机会相对于全体同学，又显得特别少。利用计算机自动化技术，模拟教师与学生
4、的“练习面批”过程，提供即时的反馈，为及时巩固学生的课堂学习效果可以起到一定的作用。当然，这个作用的大小，有待实践的进一步检验。通过数学自动化测试系统的开发，还可以快速地被移植到英语等其他学科的自动化测试中去。从而为其他学科的相关研究提供借鉴。自动化测试的软件性质，容易复制和传播，可以通过网络直接实现，因而成果的推广显得非常简单而廉价。一次开发，重复使用，减少了教师的工作量，提高了资源共享率。二、课题研究内容 （一）研究的主要内容1、高中数学自动化测试系统软件平台（网站）的开发研究2、高中数学必修15试题库开发研究3、高中数学文科选修试题库开发研究4、高中数学理科选修试题库开发研究5、高中数学
5、新课程高考总复习试题库开发研究6、高中数学竞赛试题库开发研究7、高中数学自动化测试系统软件平台（网站）的应用研究（二）课题的研究目标本课题研究的最终目标是形成一系列论文、电脑软件和一个相关网站。首先，开发软件和建设网站，需要一定的理论支持。必须开展高中数学教材的研究，新课程标准的研究，尤其是新课程中较易于标准化考试部分内容的研究，从这一部分出发，将形成一些研究结果，以论文形式出现。必须开展标准化测试的学习，学习最新的评价方法，并在事实践中加以运用，得出一些具体的结果，也以论文形式出现。必须开展调查，了解学生在标准化考试中的解题速度、准确度，研究高中学生面对电脑做题与面对试卷做题所可能产生的误差
6、，这个结果将以调查报告的形式出现。学生心理的研究，由于高中学生的思维特点，在开发中必须使用一些鼓励手段，采取什么样的手段，需要在实践中摸索。其次，本课题所开发的软件和网站，应该具有以下特点：真正的随机化出题，以避免学生的背题行为；所出的一套题，应该尽可能难度适中，布局合理；速度较快，单机版能够直接在网上自动升级题库，Web版能够在学生心理容许的时间内反映。能够鼓励学生自觉的使用这套系统，为教育争夺互联网这块高地。为方便广大教师的使用和二次开发，我们将决定使用汉字编程系统作为软件开发工具，为实现跨平台运用，将使用JavaScript/Java进行网站建设。（三）预期成果形式1、研究报告、论文与专
7、著高中数学自动化测试系统开发与研究研究报告、高中数学自动化测试系统开发与研究教学案例集、一系列有关论文。2、电脑软件开发高中数学自动化测试系统，制作高中数学自动化测试系统专题教学（学习）网站，建立高中数学自动化测试系统多媒体资源库。 三、研究方法与技术路线 （一）研究方法与技术路线 1、首先，通过自动化测试理论学习和对数学高考考试研究，做出一个关于高中数学自动化测试的可行性分析报告，其中应该包含自动化测试的可行性分析、新课程改革背景下数学各章节在选择题中的比重分析、深圳市中学生使用互联网调查报告三部分。2、通过对易语言、Javascript语言的学习，构建高中数学自动化测试平台。本平台已经运行
8、三年有余，但仍然存在非常多不足之处，需要在使用中不断完善，例如，目前本平台只能提供每章节百来道题的题库容量，缺少冗余度，再如，目前还只能达到自动化出题、答题、改卷、复查功能，不能达到自动化提交测试结果，缺少师生互动环节等。这些问题的改善，需要集体的努力才能解决。3、平台的运用研究。将开发好的平台向公众开放，由本课题组老师有计划使用，研究其使用模式、二次开发的可能性、吸引学生的积分系统构建等内容。4、我们主要采用行动研究和实验研究等方法。对于较大规模的试验研究，将采用行动研究法。对于个别带有创新性的，能提出重要见解的小范围的教学研究，则通过建立科学的假设，采用实验研究法。5、课题的研究技术路线：
9、课题研究过程中注意汲取已有的教育科研成果，同时理论论证与实验验证相结合，总体目标与阶段性目标相结合，个人奋斗与团体协作相结合，日常教学与公开观摩教学相结合，新型与传统数学教学模式相结合，专题性讨论与专家指导相结合， 阶段性的研究报告与总体性的研究报告相结合。（二）课题研究的实施步骤1、准备阶段：2006年4月2006年9月。主要课题组成员有组织地进行若干次学习和研究，搜集有关理论资料、他人的研究成果以及我们可能使用到的一些工具的学习等。其中，一定要研究2006年各地高考数学试卷，统计每部分的比例和难度系数。2、构建题库阶段：2006年9月2007年3月。由课题组成员分工，构建新课程改革背景下的
10、高中数学题库，题库冗余度至少应该达到1：10，即组织20道测试题，题库中至少应该有200道备用题。3、系统设计阶段：2007年3月2007年9月，。运用软件项目开发技术，依托深圳市外国语学校的服务器系统，开发出实用、高效、即时反馈的自动化测试系统，如果可能，加入教师实时答疑系统更好。4、系统运用阶段：2007年9月2008年3月，系统运用阶段。将系统开放给课题组成员，供其使用，并提供二次开发的技术支持和运用模式研究，同时进行题库的维护工作，删除不适合的题、补充新题、改正错题、对系统进行评估。5、系统排错、打包、验收阶段：2008年3月2008年5月，系统排错、打包、验收阶段。最后成果希望能提供
11、一个网络版、一个单机版，并免费向公众提供服务。四、课题研究价值主要创新之处1、高中数学自动化测试系统将以最新的教育研究成果为理论支撑，紧扣新课程标准，利用最新心理学研究成果。2、实现真正的随机化组卷，自动化阅卷，即时化反馈。3、纯中文开发，方便中国人使用；小数据量传输，适用中国城乡带宽。五、课题研究的基础（一）已有相关成果 近三年数学组圆满完成了全国十五规划青年专项 “数学教学效率论”子课题数学解题教学的效率研究、江西省教育科学领导小组办公室十五规划一般课题信息技术与高中数学课程整合、中国教育技术协会承担的国家重点课题信息化进程中的教育技术发展研究子课题MM教育方式与信息技术整合的理论与实践等
12、课题研究，取得一系列研究成果：1 龚国祥、汤佳宏、谢增生、刘仲雄等，高考数学决胜方略，湖南科技出版社，2004年7月；2 谢增生，数学高考决胜，广东人民出版社，2003年5月；3 谢增生，高中数学思想方法与解题指导（17篇），中学生导报，2004年3月6月连载；4 刘仲雄，高考数学模拟试题，数学学习导报，2003年9月；5 刘仲雄，不等式学习指导，数学学习导报，2005年11月；6 刘仲雄，一元高次与分式不等式解法，数学学习导报，2004年12月；7 刘仲雄，2004年高考试题之我见，数学学习导报，2004年8月；8 刘仲雄，不等式证明，数学学习导报，2005年12月；9 唐锐光，“节外生枝”
13、的教育价值，数学教学，2004年4月；10 袁智斌，数学学习与解题对联，数学通讯，2004年9月；11骆魁敏，现代信息技术环境下高中数学研究性学习教学策略初探，电化教育研究，2003年1期；12 骆魁敏，现代信息技术引领学生步入分形几何殿堂，中国电化教育2003年第5期；13 骆魁敏，高中数学实验教学的探索与实践，数学通讯，2003年第1期；14 骆魁敏，高中数学虚拟实验探究式教学模式，清华大学主办现代教育技术2003年第3期；15 骆魁敏，在TI上搭建数学：基于TI的数学教学模式探索，信息技术教育，2003年第2期；16 骆魁敏，MM教育方式与信息技术整合的理论与实践研究报告，中小学电教，2
14、004年第8期；17 骆魁敏，高中数学探究网络校本课程的设计实施策略，中小学电教，2005年第1期。（二）研究条件 数学科组拥有特级教师1名、高级教师27名、一级教师4名、二级教师1名，学历均到达本科毕业，其中有四位研究生毕业并获硕士学位，年龄的层次结构合理，全员参加课题研究工作，大部分教师参加过数学课题研究工作，取得了一些研究成果，积累了一定的研究经验。深圳外国语学校创办于1990年，是具有鲜明外语特色的深圳市教育局直属重点学校、广东省一级学校、全国外国语学校工作研究会理事学校、全国现代教育技术实验学校、全国13所可保送20高中毕业生上重点大学的外国语学校之一,现正朝着全国1000所示范性高
15、中目标迈进！学校初、高中部目前有82个教学班，3700多名师生员工，开设英语、日语、德语、法语、西班牙语等多个语种的教学。学校狠抓现代教育技术环境的建设，现已建成国内一流的中学校园网络，并宽带接入互联网，并在所有教学班级配置了完整的多媒体教学设施。学校各级领导非常重视课题研究工作，坚持科研兴校的办学方针，制定了一整套科研管理制度，建立了科研工作的激励机制，将教学与科研作为学校不可或缺的两翼。数学组承担的全国教育科学“十五”规划重点课题“数学教学效率论”子课题数学解题教学的效率研究，建构了“选择探究发展”的解题教学模式，得到课题总课题组的高度评价，顺利结题；数学组承担的全国教育科学“十五”规划国家重点课题信息化进程中的教育技术发展研究子课题MM教育方式与信息技术整合的理论与实践得到课题总课题组的高度评价：总课题组认定课题组圆满完成预定研究任务，成果达到了国内同类研究的先进水平，同意结题，已将该项研究成果纳入总课题组最终成果，并经综合评议，该子课题被评为优秀子课题。所有这些
