電腦施測系統示範架構

分析與了解學生在科學學習的各項科學技能(科學概念、探究能力、問題解決等等高層 次的認知能力)遠遠重要於僅評量學生在的學習概念上的記憶與理解的能力來的重要。而傳 統的電腦化測驗多著重於電腦施測與計分模式的自動化，雖然目前在電腦適性化測驗(CAT) 的研究有了長足的發展，但對於如何利用電腦科技技術來分析與評量學生在科學學習概 念、科學探究、過程技能與問題解決等等需著重於學習歷程與過程資訊的支援模式與分析 能力的多元性評量架構與模式，仍明顯不足，因此，目前，有許多研究已開始應用電腦技 術來開發新的評量模式與架構，以提供更多元性的學習歷程評量方式，

故如前所述，目前在NAEP 2009 的評量測驗中，已開始應用電腦技術來進行電腦化測 驗(Interactive Computer Tasks)以進行科學學習的特定能力作評量。在其規範所提及的資訊 搜尋與分析(Information Search and Analysis)評量模式的 TRE Web Search Task 範例，便 要求學生利用搜尋引擎來完成所設定的評量任務，並針對學生在解題過程中的搜尋、書籤 的標記狀況、以及一連串相關問題的回答狀況等評量歷程資訊來作為判斷與評定學生在(1) 科學探究能力、(2)科技環境中的問題解決能力、(3)電腦技能、(4)解釋、與(5)综合等能力上 的表現狀況。此外、尚有(1)實際研究(Empirical Investigation)、(2)模擬(Simulation)、(3) 概 念 圖(Concept Maps) 等 多 樣 的 電 腦 支 援 科 學 學 習 歷 程 的 評 量 模 式 。 而 Integrative Performance Assessments of Technology (IPAT, 2007)亦針對評量學生的科學探究歷程與電 腦使用技能的能力設計了多個相關的評量模式，希望提供給教師可更完善的了解學習過程 狀況與概念、過程能力改變的狀況，進而提供給學習者更適切的學習教導與評量建議。

但目前可針對歷程進行評量的工具，主要為針對領域與特定觀察能力指標需求所客製 化開發的評量工具或系統，故有著高度開發成本與使用層面過小等問題，多僅能在執行大 型評量測驗時才能提供與使用，例如NAEP、PISA、TIMSS 等，故亦造成著重於高層次認 知能力的多元科學探究評量模式依然無法被有效落實於學校的日常科學教學與評量。故如 何提供教師一個具有高度彈性的科學學習多元評量的工具或系統，能讓教師依據其日常科 學教學時的教學目標，來自行規劃與設計能分析、觀察、與了解學生在科學探究、過程技 能、問題解決等能力的狀況，便成為本計劃的重要的研究重點。因此，本期計畫針對如何 利用電腦化施測來支援評量出學生的科學能力以促進其在科學學習上的學習成效，所需具 備的各項功能與規劃步驟，提出與規劃了一套電腦化科學學習評量系統(Computerized Assessment System for Science Learning)模式。因此，建議之整體系統規劃架構如圖 22 所 示，依功能架構再加以區分為三個項目：項目一：『科學學習之評量模式分析與驗證』: 針 對欲研究之科學學習學科在概念學習、科學探究與過程技能、實驗技能與問題解決能力上 教學與評量模式進行分析，以規劃出適合進行電腦化支援評量之評量情境與模式，並進行 各情境模式的電腦模組化分析，以及針對各評量模式來規劃設計多元計分的評量方式。並 進行示範性之評量內容規劃與建構以及評量系統之實證分析。項目二：『科學學習之評量編 輯、施測與診斷分析系統』:針對所分析的評量情境模式與模組化架構，建構相對應的評量 活動編輯工具、以及可讓學生進行科學評量的測量執行環境，並將所欲觀察之重要指標能 力與相關操作歷程資訊與以記錄與儲存，並規劃分析與診斷機制來分析評量學習評量歷程 資訊。項目三：『科學學習評量之大規模測驗系統』: 針對所規劃與開發出來的評量工具，

發展大型測驗時所需的題庫管理、配題機制以及統計與分析系統，並針對大型施測模式作 可行性評估，以擴大科學學習多元評量於廣泛應用層度。

圖22: 電腦化科學學習評量系統之示範模式架構 項目1 之各主要建議功能說明如下:

z 科學學習之多元評量模式:針對欲研究之科學學習學科在概念學習、科學探究與過程技 能、實驗技能與問題解決能力上教學與評量模式進行分析，以規劃出適合進行電腦化 支援評量之評量情境與模式。

z 多元評量模組化架構:再針對所分析出科學學習評量情境，依據其情境架構進行模組化 分析，以規劃出可進行多元科學學習評量之電腦化支援之評量系統架構。

z 多元記分模式之分析:須依據所需之評量情境與架構，來規劃所提之各評量情境適當之 多元記分方式。

z 多元評量模式與系統之驗證分析:須依據所發展之多元評量模式架構利用所發展之系 統與工具規劃與建構示範性之評量內容，並規劃評量需求之實驗架構與進行實際之實 證分析。

項目2 之各主要建議功能說明如下:

(1)電腦化多元評量編輯系統:

z 評量觀察指標、規準與評分、以及歷程對應之編輯工具: 需可讓評量編輯者自定針對 所設計之科學學習評量情境規劃與設定在評量中所欲觀察之各觀察指標資料，以達到 所欲進行之評量與觀測目的， (例如: 科學概念與過程技能之觀察指標)。並提供不同 的評量情境與模式所需要之不同評量結果的計算與評估方式，以讓編輯者可針對所規 劃之評量情境來設計其所需要之評估方式的工具。此外，並可編輯各規準、指標與評 量歷程間之關連性設定。

z 多元評量功能工具之編輯工具: 須能支援各評量情境需求之電腦化編輯工具，包含評 量功能物件與評量單元活動工具之編輯，並可設定各項評量過程之追蹤點與紀錄模式。

z 科學多元評量活動編輯工具: 須能提供教師可依據評量需求來規劃與建構科學學習多 元評量之評量活動，並進行各評量歷程與觀察指標之設定。

(2)多元評量之施測系統:

z 評量活動控制與導引:需可依據所規劃之評量活動，來提供學生在評量過程中適當的評 量導引與回饋，並協調各項評量工具與資料傳遞。

z 評量歷程之追蹤與紀錄: 需可依據評量需求與設定，在學生進行評量時進行各項評量 歷程與操作資訊做追蹤與紀錄，以作為後續的評量分析與診斷之資料。

z 評量結果評估與分析: 需能針對學生所進行之評量結果，依據評量需求，提供給教師 作為評量成果評估與分析的處理工具。

(3) 評量歷程分析與診斷: 需可針對學生之評量歷程與各項系統所記錄的資訊，來進行電腦 化的處理與分析，以提供教師更深入的分析與診斷建議，進而提供學生切適的學習與評 量建議。

項目3 之各主要建議功能說明如下:

z 多元評量之管理系統: 需能提供多元評量架構之學科領域與試題資料進行有效之管 理、搜尋與檢索等題庫管理之功能。

z 多元評量之配題系統: 需能提供大型施測時所需之依據科學學習領域以及所規劃之評 量需求架構來提供自動化出題與組卷的功能。

z 評量測驗之統計與分析系統: 需能針對測驗資料與各項相關資料提供統計與分析的處 理功能。

z 大規模測驗系統之可行性分析: 需針對所發展之評量工具與施測模式，進行大規模測 驗的可行性分析，以作為後續進行正式測驗機制與模式的參考。

整個建議之電腦化施測的研究與發展規劃共包括了科學學習多元評量模式的分析與驗 證、多元評量之編輯、施測與診斷分析系統、以及支援大規模科學評量系統等共有 3 個研 究與發展建議主軸，而整個電腦化支援科學評量模式所建議發展之電腦化科學學習評量系 統環境平台，將提供給科學學習專家與教師來進行實際的評量規劃與使用，以驗證此科學 學習多元評量系統在分析、觀察、了解與診斷學生在科學學習上之多元能力(科學概念、探 究能力、過程能力與問題解決等)上施行成效。

因此，本計劃所建議發展之電腦化科學學習評量系統模式架構，預計除了將可有效幫 助教師來依據自己的教學與評量需求來規劃符合目的之評量活動與工具，以提供給學習者 進行有效的評量與科學學習的過程參與，進而讓教師可藉由系統所提供的各項分析與診斷 功能，來觀察、了解、分析與診斷出學生實際與潛在的科學學習能力的在科學知識概念、

探究能力、過程技能、問題解決、以及資訊科技使用等等能力之狀況與成效，以提供教師 給予學習者適當評量的回饋，進而促進學生在科學學習上的學習成效。故此電腦化支援科 學評量系統模式所規劃之各項系統功能與研究項目，將可做為後續有興趣參與此方向研究 的研究人員做為發展與規劃之參考基礎與依據。