[发明专利]一种基于过程性数据的中小学教师数字素养测评方法及系统

说明书

本发明涉及计算机信息处理领域，提供一种基于过程性数据的中小学教师数字素养测评方法及系统。本发明建立了由多个维度组成的中小学教师数字素养测评框架；确定了可体现中小学教师数字素养的过程性数据类型、子维度的过程性数据变量集，形成有力的数字素养数据指南；通过典型机器学习算法完成各子维度模型的动态训练，选择出最优测评算法，综合形成智能测评模型；支持教师数字素养综合测评，动态、持续、准确地对教师数字素养进行刻画，有助于中小学教师数字素养的长效发展。

技术领域

本发明涉及计算机信息处理领域，具体涉及一种基于过程性数据的中小学教师数字素养测评方法及系统。

背景技术

在现代教育中，教师数字素养已成为教师专业素养的必要部分，也是教师应对时代发展的基本要求。开展教师数字素养测评，以了解教师数字素养的发展现状与需求，这对于提升教师数字素养非常重要。常见的测评方式包括量表、测试题、问卷及访谈方法，但需要教师的高度配合，非常耗费时间和人力。随着信息技术的日益成熟，大量教师日常教学的过程性数据得以记录，为基于过程性数据的测评提供了可能。

然而，尽管教师数字素养的过程测评方式得以发展，但仍处于探索阶段，存在一定困难：1.缺少融合数据性数据的成熟测评工具，尚未形成针对各子维度的测评数据变量；2.没有支持教师数字素养过程测评的专属系统，难以开展规模化的测评工作；3.测评模型通常是固定的，较少根据测评教师对象的特点需求进行动态调整。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于过程性数据的中小学教师数字素养测评方法及系统，其目的在于，对中小学教师数字素养发展状况进行全面诊断，为培养与发展中小学教师数字素养找准方向。

本发明的目的是通过以下技术措施实现的。

一种基于过程性数据的中小学教师数字素养测评方法，包括以下步骤：

(1)创建中小学教师数字素养测评框架；建立由多个维度组成的中小学教师数字素养测评框架，框架的维度包括数字意识、数字知识、数字应用、数字伦理和安全、专业发展；每个维度又包含多个子维度。

(2)构建基于过程性数据的测评数据映射方法；依据教师网络学习空间建设与应用指南，确定可体现中小学教师数字素养的过程性数据类型，包括个人管理数据、资源管理数据、应用管理数据、教学管理数据、学情分析数据、网络研修数据、家校互动数据和信息安全保障数据八种类型；根据中小学教师数字素养测评框架，从丰富性、多样性、有用性和时效性四个分析层面，确定中小学教师数字素养子维度的过程性数据变量集，形成测评数据映射方法。

(3)动态确定子维度最优测评算法，生成智能测评模型；确定测评范围和样本教师；动态获取样本教师的子维度数据变量与标注的子维度得分集合；利用K折交叉验证法，通过最小二乘的线性回归、K近邻法、决策树、随机森林和BP神经网络五种回归算法分别对全部数字素养子维度进行测评算法训练；计算各子维度中算法均方差误差，选定均方差误差值最小的算法为子维度最优测评算法；综合全部子维度最优测评算法，形成特定测评范围的智能测评模型。

(4)基于智能测评模型开展教师数字素养综合测评；采集教师过程性数据，利用动态智能测评模型对教师数字素养进行计算，通过主、客观赋权法综合测算教师数字素养及各维度得分。

本发明还提供一种基于过程性数据的中小学教师数字素养测评系统，包括以下模块：

测评框架模块，用于建立多维度的中小学教师数字素养测评框架；

数据映射模块，用于实现基于过程性数据的中小学教师数字素养测评数据映射，确定中小学教师数字素养子维度的过程性数据变量集；

算法训练模块，用于导入测评范围内样本教师数据和得分集合，并基于机器学习构建数字素养测评算法，计算子维度各算法均方差误差值；