朱 哲 何 瑞 樓一丹 付增民 李 偉

一、問題提出

當(dāng)前教育十分關(guān)注問題意識的培養(yǎng)，希望提高學(xué)習(xí)者檢索和提取信息、理解數(shù)據(jù)和信息含義的能力，而不僅僅是記憶知識的能力。 但傳統(tǒng)教學(xué)更強調(diào)對知識的重復(fù)記憶， 常通過 “題海戰(zhàn)術(shù)”，要求學(xué)生盲目地重復(fù)練習(xí)，浪費時間且效率不高。 與此同時，教師受限于時間和精力等因素，無法對每個學(xué)生進行個性化的分析與指導(dǎo)，對學(xué)習(xí)過程缺乏科學(xué)的、 理性的分析和有效的反饋，未形成個性化的學(xué)生評價報告。 僅靠分數(shù)不能反映出學(xué)生在解答題目時究竟使用了哪些認知成分或技能， 也很難診斷出學(xué)生答錯的深層次原因。

目前針對學(xué)習(xí)診斷的研究，多集中于理論研究[1][2]、開發(fā)認知診斷模型[3][4][5][6][7][8][9]和診斷性測試[10][11]等方面，實踐性和應(yīng)用性研究較少，構(gòu)建完整的智能診斷系統(tǒng)并檢測其效果的實驗研究則更少。 與此同時，基于認知診斷視角的數(shù)學(xué)補救教學(xué)研究主要關(guān)注小學(xué)階段[12][13]，對高中階段的數(shù)學(xué)[14]診斷補救研究相對較少。

本研究以學(xué)習(xí)診斷理論為基礎(chǔ)，繪制完成科學(xué)的專家知識結(jié)構(gòu)圖[15]，編制與每個知識結(jié)點對應(yīng)的試題， 開發(fā)以高中數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的“智能化教學(xué)診斷系統(tǒng)”（adaptive diagnosis and learning system，簡稱ADLS 系統(tǒng)）。

基于高中數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)建立科學(xué)、系統(tǒng)的診斷系統(tǒng)， 對高中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)進行診斷和評價，可以實現(xiàn)全過程性的教育質(zhì)量監(jiān)測。 借助ADLS系統(tǒng)，測評者首先可以通過學(xué)生上機答題操作情況的反饋，借助數(shù)據(jù)的客觀性對學(xué)生錯誤原因進行準確判斷， 從而分析學(xué)習(xí)者知識結(jié)構(gòu)的狀態(tài)；其次，將學(xué)習(xí)者的知識結(jié)構(gòu)與專家知識結(jié)構(gòu)圖進行比較分析，確定學(xué)生的知識點有何錯漏及其錯誤原因，判斷學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，為學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)提供個性化的補救方案，達到“因材施測”“因錯施救”“因材施教”的目的。

二、ADLS 系統(tǒng)構(gòu)建

ADLS 系統(tǒng)建構(gòu)以概念圖理論、 知識空間理論和認知診斷理論等為指導(dǎo)，將傳統(tǒng)的“因材施教”內(nèi)涵擴充出“因材施測”和“因錯施救”，以這“三因”原則為系統(tǒng)構(gòu)建目標，建立科學(xué)、系統(tǒng)、完整的診斷系統(tǒng)，對高中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)進行適性診斷和評價。

1.系統(tǒng)流程

學(xué)習(xí)者在進行系統(tǒng)操作時的具體步驟為“學(xué)習(xí)—檢測—診斷分析（發(fā)現(xiàn)問題）—干預(yù)（補救教學(xué)）—目標達成—效果評價”。 當(dāng)目標評估未達標時，會進入二次“檢測—診斷分析—干預(yù)”，這一循環(huán)可以一直進行，直至測驗結(jié)果達到目標（如圖1 所示）。 因此，學(xué)習(xí)者在完整的學(xué)習(xí)過程中，能夠收到更及時和針對性更強的學(xué)習(xí)反饋，并得到個性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

圖1 系統(tǒng)流程圖

2.系統(tǒng)模塊

圖2 系統(tǒng)模塊設(shè)計圖

ADLS 系統(tǒng)主要由課前準備模塊、 測驗?zāi)K和學(xué)習(xí)診斷模塊構(gòu)成（如圖2 所示）。 課前準備模塊涵蓋相關(guān)學(xué)習(xí)資源的準備，包括專家結(jié)構(gòu)圖的繪制、編制試題形成題庫；測驗?zāi)K主要實現(xiàn)抽題組卷和試題的推送與測試；學(xué)習(xí)診斷模塊主要是對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進行分析診斷，并給出相應(yīng)的補救教學(xué)方案。

（1）準備模塊

①確立知識點，明確知識點關(guān)系，繪制知識結(jié)構(gòu)圖

ADLS 系統(tǒng)根據(jù) 《普通高中數(shù)學(xué)課程標準（2017 年版）》、 浙江省普通高中學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見、浙江數(shù)學(xué)高考考試說明及浙江省普通高中數(shù)學(xué)教科書，來繪制各個章節(jié)的知識結(jié)構(gòu)圖，并對高中數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)體系逐年更新。 結(jié)構(gòu)圖劃分保證科學(xué)規(guī)范、 符合實際， 確保知識結(jié)構(gòu)盡量完整、清晰、準確。ADLS 系統(tǒng)建立了完整的高中數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)體系，包括96 個專家知識結(jié)構(gòu)圖和960 個節(jié)點。

在確定知識節(jié)點時，筆者主要應(yīng)用了概念圖理論。 概念圖以節(jié)點表示概念，以附加說明的聯(lián)結(jié)線段指出概念間的關(guān)系，兩個概念之間以適當(dāng)?shù)穆?lián)結(jié)詞標識，形成有意義的命題。[16]在構(gòu)建概念圖的過程中，研究者需要明確這些概念之間的關(guān)聯(lián)。 概念圖可以反映出學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，概念圖中完整且詳細的部分說明學(xué)生在這方面的知識掌握情況是比較好的，殘缺且粗略的部分則是補救教學(xué)需要關(guān)注的重點。 借助概念圖中的知識節(jié)點， 教師可以了解學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中的得失情況， 從而有效地幫助學(xué)習(xí)者發(fā)展和完善知識結(jié)構(gòu)。 以“集合”內(nèi)容為例，筆者梳理了這一單元（節(jié)）的知識點，形成了圖3 所示的完整的知識結(jié)構(gòu)圖，后續(xù)的診斷環(huán)節(jié)就是要尋找學(xué)生在這一知識結(jié)構(gòu)中殘缺與粗略的部分。

②編制試題，形成試題庫

ADLS 系統(tǒng)根據(jù)知識點和知識結(jié)構(gòu)圖編制試題， 試題盡可能地表達簡潔、規(guī)范和準確，對準知識點。 每個知識點對應(yīng)若干道試題， 同時每道試題也會對應(yīng)若干個知識點， 每個試題的錯誤選項均對應(yīng)錯誤原因。 研究者在設(shè)計ADLS 系統(tǒng)時對同一單元 （知識結(jié)構(gòu)）中的錯誤原因進行充分的歸類、編碼，這是為了將高中數(shù)學(xué)試題錯誤類型劃分得盡量清晰、全面。 仍以“集合”為例，試卷10 道題中知識點、 試題及錯誤原因之間的關(guān)系可用圖4 來示意。

ADLS 系統(tǒng)中的高中數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)試題庫包括12，000 道試題。 測試卷包括標準卷、質(zhì)優(yōu)卷和拓展卷，共22 章、96 個單元。 與此同時，ADLS 系統(tǒng)還建立了數(shù)學(xué)習(xí)題解答錯誤類型的常模表，包括概念、思維和運算等，共計142 種錯誤類型。

需要說明的是，ADLS 系統(tǒng)測試卷以選擇題的形式呈現(xiàn)。 選擇題是標準化考試的重要題型，區(qū)分程度與主觀題相當(dāng)，設(shè)置高質(zhì)量的選擇題也能測試學(xué)生高層次的數(shù)學(xué)技巧與能力。 填空題、簡答題、證明題均可轉(zhuǎn)換為選擇題，只要找到關(guān)鍵的步驟和思路，一道大題也可拆分為幾道選擇題。 作為診斷性測試，設(shè)置選擇題便于機器閱卷、評分，也可以直接檢測學(xué)生學(xué)習(xí)的達成度和錯誤點。

（2）測驗?zāi)K

ADLS 系統(tǒng)在測驗?zāi)K設(shè)計中主要運用了知識空間理論。[17]知識空間理論是一種描述學(xué)習(xí)者知識狀態(tài)、測試學(xué)習(xí)者知識水平、了解學(xué)習(xí)者知識空間的心理學(xué)理論。 該理論的基本思想是通過學(xué)習(xí)者對知識領(lǐng)域內(nèi)問題的應(yīng)答，來反映其對該領(lǐng)域相應(yīng)知識的掌握情況。 知識空間理論通過分析學(xué)生在一系列有關(guān)概念問題上的解答情況，來確定學(xué)生學(xué)習(xí)不同概念時的瓶頸。 ADLS 系統(tǒng)通過一定的算法和程序， 向?qū)W生推送最少的個性化、自適性的試題，以高效、精準診斷出存在的問題。

圖3 “ 集合”知識結(jié)構(gòu)圖

圖4 知識點、測試題、錯誤原因的對應(yīng)

測驗?zāi)K分為初次測驗和再次測驗。初次測驗從試題庫抽題、組卷，對學(xué)生施測。 由機器自動生成，呈現(xiàn)給學(xué)生。 初次測驗卷試題盡可能覆蓋本單元所有或大部分知識點， 如果題量較少，應(yīng)做到知識點不重復(fù)不遺漏。 也就是說，系統(tǒng)并非完全隨機命題，而是根據(jù)算法選用盡可能少的試題對學(xué)生進行測試，找到學(xué)生存在的問題，以避免學(xué)生盲目做題，破除“題海戰(zhàn)術(shù)”。

在學(xué)習(xí)者通過一次學(xué)習(xí)或者多次學(xué)習(xí)后，ADLS 系統(tǒng)積累了一定的相關(guān)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。 在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)可根據(jù)學(xué)習(xí)者知識結(jié)構(gòu)的診斷結(jié)果，基于學(xué)習(xí)者存在的問題，對他們提供再次測試乃至多次測試。

（3）診斷模塊

ADLS 系統(tǒng)主要運用認知診斷理論來設(shè)計診斷模塊。 認知診斷測驗由認知心理學(xué)和心理測量學(xué)專家事先界定完成測驗任務(wù)所需的認知屬性，以及它們之間的層級結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)矩陣理論編制測驗。[18]認知診斷的目標是精確找到學(xué)習(xí)者的知識漏洞。 傳統(tǒng)測驗以測驗分數(shù)來衡量學(xué)習(xí)者知識掌握的百分比， 評定學(xué)習(xí)水平， 但顯然分數(shù)相同的兩位學(xué)習(xí)者， 其知識結(jié)構(gòu)可能是完全不同的。 要了解學(xué)習(xí)者認知結(jié)構(gòu)和認知加工過程方面的情況， 需要借助認知診斷測驗技術(shù)。ADLS 系統(tǒng)試題庫的建設(shè)在課程標準的基礎(chǔ)上，引入診斷性測試， 以期能夠觸及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的內(nèi)在知識結(jié)構(gòu)。ADLS 系統(tǒng)的診斷模塊主要包括兩大內(nèi)容。

①對學(xué)生答題情況進行分析、診斷，形成診斷報告

ADLS 系統(tǒng)對學(xué)生提交的答案進行評判，并自動生成診斷報告。 除了學(xué)生個體診斷報告，依據(jù)需要，系統(tǒng)還可生成班級、學(xué)校乃至所在地區(qū)的診斷報告。 診斷報告包括以下內(nèi)容：

——基本情況。完成測試的時間和得分等信息。

——知識點達成度雷達圖。 由圖5 可知：該生完全掌握了知識點7 和10；但知識點8 和9 是缺失的，存在非常大的問題，且知識點9 的問題由知識點8 引起。 對照圖3 完整的知識結(jié)構(gòu)圖，不難發(fā)現(xiàn)，知識點8 的缺失，主要是由于知識點6的不扎實引起的；知識點1 的不扎實則會引起知識點3 的缺失，最終引發(fā)知識點6、8 和9 的學(xué)習(xí)困難。 由此可知，知識點1、3 和6 正是該生在知識結(jié)構(gòu)圖中有待掌握與加強的知識點。 這個推理過程ADLS 系統(tǒng)會自動完成， 診斷報告會呈現(xiàn)具體的、需要后期補救的知識點。

圖5 某生的知識點達成度雷達圖

圖6 某生的錯誤原因雷達圖

——錯誤原因雷達圖。 由圖6 可知，學(xué)生所犯錯誤主要集中于錯誤類型3 和16，也涉及錯誤類型15 和17。在后期補救教學(xué)時，需向?qū)W生指出錯誤及其原因，避免再次出現(xiàn)。 當(dāng)針對個體和群體的兩個雷達圖重疊在一起，更能看出個體學(xué)習(xí)情況與班級平均情況的對比。

——學(xué)習(xí)建議。 根據(jù)以上信息，列出若干條補救建議。

——列出補救視頻。 既可以數(shù)字、字母編碼形式出現(xiàn)，學(xué)生去學(xué)習(xí)網(wǎng)站查找視頻；也可呈現(xiàn)二維碼，學(xué)生用手機掃描后觀看。

——出示若干書面例題，供學(xué)生看完視頻后自學(xué)。

——出示若干練習(xí)題（附有參考答案），供學(xué)生學(xué)習(xí)完視頻和書面例題后自我練習(xí)和測試。

——提醒下一次測試本單元（主題）的時間。

②補救教學(xué)

針對未達成的知識點和錯誤原因，對學(xué)生進行有針對性的補救教學(xué)。 可一對一現(xiàn)場輔導(dǎo)，也可事先錄制有針對性的微視頻，供學(xué)生遠程學(xué)習(xí)或網(wǎng)上學(xué)習(xí)。 完成補救教學(xué)后，返回測試模塊，分析學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)情況， 判斷其是否已達到學(xué)習(xí)目標。 如果目標達成，本學(xué)習(xí)任務(wù)完成；如果目標還未達成，則對學(xué)生再次進行補救教學(xué)，重新返回測試模塊，循環(huán)直至達成目標。

三、ADLS 系統(tǒng)應(yīng)用

圖7 全班學(xué)生知識點通過率雷達圖

2016 年，上海市、浙江省9 所實驗學(xué)校的20名教師使用了ADLS 系統(tǒng)；2017 年擴大到20 所實驗學(xué)校，均取得了較好的效果；至今，超過100所實驗學(xué)校使用了該系統(tǒng)。

下文以浙江省永康市第一中學(xué)高一 （10）班為例來說明ADLS 系統(tǒng)應(yīng)用情況及效果。

1.統(tǒng)計高一平行班期中考試成績

作為實驗班的高一（10）班在多次考試中成績均處于中等水平，并且在之前的周測、月考中也沒有明顯進步。

2.實驗班學(xué)生運用ADLS 系統(tǒng)

教師針對實驗班學(xué)生學(xué)習(xí)成績偏低、自覺性不高、學(xué)習(xí)能力太弱等情況，對學(xué)生進行一周一次的診斷檢測。 檢測內(nèi)容為已學(xué)過的單元知識。每周進行檢測不僅可以幫助學(xué)生長期養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣， 也可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)力和自覺力。

3.教師根據(jù)診斷報告進行有針對性的指導(dǎo)

ADLS 診斷系統(tǒng)以曲線圖、 雷達圖和文字等形式形成可視化、個性化評價診斷報告反饋給教師。 教師可以參考班級診斷報告進行集體補救教學(xué)。 以“集合的概念”單元為例，本單元設(shè)有18 個知識點，共36 道題，總分為100 分。 實驗班共有47 人，參與該單元測試的有44 人。測試結(jié)果是平均80.87 分，平均答對題數(shù)29.11 題，平均作答時長為10 分56 秒。 檢測報告提供了本班學(xué)生單元成績分布圖、 知識節(jié)點分析以及知識點通過率（如圖7）， 教師可了解到本班學(xué)生整體的學(xué)習(xí)狀況以及薄弱知識點。

根據(jù)圖7 的雷達圖，教師可以清楚地看到學(xué)生每個知識點的掌握程度，從而對全班未掌握的知識點和相應(yīng)測試題做進一步講解，實施全體輔導(dǎo)、精準教學(xué)。 例如：“掌握有限集合的子集系”和“理解集合的含義” 這兩個知識點學(xué)生通過率大約為25%，這是重點需要補救的知識點；而“理解空集及其符號含義”“能理解新定義的集合”和“正確解決兩個不等式集合間的包含關(guān)系 （包括空集）問題”這3 個知識點，學(xué)生通過率均低于70%，也需要教師再做講解。

除了了解學(xué)生知識點的掌握程度，教師還可根據(jù)圖8 了解全班學(xué)生的錯誤類型，從而有針對性地訓(xùn)練學(xué)生各個方面的數(shù)學(xué)能力。 本單元“集合的概念”所涉及的錯誤類型主要有審題、記憶、運算、思維這四方面的問題。 特別值得注意的是，學(xué)生在“思維—不會學(xué)習(xí)新知識”這部分內(nèi)容錯誤率較高，達到了30%。 系統(tǒng)所給的補習(xí)路徑為：能理解新定義的集合、理解集合的定義。 具體教學(xué)時，教師可對學(xué)生進行知識回顧，強化學(xué)生對知識的記憶；注重一題多解的講解，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維能力和發(fā)散思維；要求學(xué)生審題時注意勾畫重點詞，提高學(xué)習(xí)的專注度。

圖8 全班錯誤類型雷達圖

集體輔導(dǎo)之外，教師還可根據(jù)學(xué)生個人診斷報告進行因材施教，進行一對一輔導(dǎo)。 在個別輔導(dǎo)時， 教師應(yīng)對不同水平的學(xué)生提出不同的要求。 對測試得分超過85 分的學(xué)生，先夯實基礎(chǔ)知識，再攻克疑難問題；對未達85 分的學(xué)生，先理解教材例題，再加強基礎(chǔ)訓(xùn)練。

4.實驗班和對照班期末考試成績的對比

運用ADLS 系統(tǒng)診斷和指導(dǎo)實驗班學(xué)生教學(xué)后，高一平行班全體學(xué)生進行了期末考試。 筆者運用SPSS 統(tǒng)計軟件， 將實驗班與對照班學(xué)生期中考試和期末考試成績進一步進行數(shù)據(jù)處理、分析，考查實驗班學(xué)生的成績是否有顯著提高。

以11 月份期中考試作為前測，之后兩個月，該班進行了12 次智能診斷測試， 并根據(jù)診斷報告有針對性地補救教學(xué)；再以1 月份期末考試作為后測。 結(jié)果顯示，前測時班級平均分109.5 分，10 個平行班平均分為109.8 分，該班排名第6；后測時班級平均分100.7 分，10 個平行班平均分為93.2 分，該班排名第1。

由于全年級學(xué)生的期中和期末考試成績均呈正態(tài)分布，因而，筆者將全年級學(xué)生的期中和期末考試成績標準化，然后比較每個班學(xué)生在年級這個群體中的標準分均值和標準差，從而分析出各班級學(xué)生的進步（退步）幅度。

圖9 是各班級學(xué)生標準分數(shù)分布的箱型圖（縱坐標是標準分數(shù)），每個班級都有期中（左邊/小黑點）和期末（右邊/空白）兩個箱子，箱子中間的黑線代表班級學(xué)生成績的整體水平 （第50 位百分數(shù)/平均分）， 箱子的長度代表班級學(xué)生成績的離散程度， 箱子下方的小圓圈表示單個個體值，星號代表這個值偏離本群體水平太遠了。 從圖9 可以看出：10 班的期中考試成績在年級處于中等水平（班級平均標準分=-0.0105），但期末考試成績（班級平均標準分=0.4141）遙遙領(lǐng)先于其他班級， 從期中到期末，10 班學(xué)生的成績有了大幅度的提升； 從分數(shù)的離散程度來說，10 班學(xué)生在期末時的波動范圍也較小，分數(shù)極低學(xué)生的個數(shù)也最少（只有1 個）。 相比較而言，成績同樣取得進步的有2 班、4 班， 但其進步幅度都小于10班， 而其他班級在某種程度上都存在退步現(xiàn)象，尤其是8 班，退步幅度最大，應(yīng)引起重視。 這說明ADLS 系統(tǒng)在學(xué)生復(fù)習(xí)過程中起到了關(guān)鍵作用，能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的效果。

圖9 各班級學(xué)生標準分數(shù)的箱型圖

四、總結(jié)和反思

基于科學(xué)的理論、成熟的技術(shù)，以及在具體教學(xué)中的實踐應(yīng)用經(jīng)驗，ADLS 系統(tǒng)呈現(xiàn)出以下三點優(yōu)勢。

1.優(yōu)勢

（1）及時形成反饋，能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自由度

使用ADLS 系統(tǒng)，學(xué)習(xí)者可以在測試結(jié)束后更快速地得到反饋。 傳統(tǒng)課堂里教師很難通過考試成績對每一個學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)進行細致的診斷，也較難給出差異化、幫助性的意見。 基于及時的反饋，每個學(xué)生能夠在測試完成后快速了解自己的學(xué)習(xí)情況，并且得到相應(yīng)的補救措施。 這樣的有針對性的輔助學(xué)習(xí)，使得學(xué)生不必局限在學(xué)校中，通過平臺上教師預(yù)備的學(xué)習(xí)資源包， 也可以隨時隨地，按照自己的意愿，更自由地學(xué)習(xí)。

（2）對學(xué)生學(xué)習(xí)進行有效干預(yù)，可提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率

測試完成后，學(xué)生能夠及時得到有針對性的補救措施。 在進行補救學(xué)習(xí)后，學(xué)生可再次通過測試檢測自己的學(xué)習(xí)情況，并且同樣能得到及時的反饋。 這個循環(huán)過程，不同于傳統(tǒng)的“題海戰(zhàn)術(shù)”， 學(xué)生每一次的學(xué)習(xí)并不只是上一次的單純重復(fù)，而是有意義地對個人知識結(jié)構(gòu)的修補和完善。 ADLS 系統(tǒng)能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)展開有效干預(yù)，通過更為精準的學(xué)習(xí)過程，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

（3）通過智能診斷系統(tǒng)輔助教學(xué)，能提高教師教學(xué)效率

除了為學(xué)生診斷和反饋，ADLS 系統(tǒng)生成的診斷報告同樣可以給教師教學(xué)提供幫助。 診斷報告大幅度地節(jié)省了教師人工分析學(xué)生測試情況的時間。 通過生成的知識點達成情況和錯誤原因分析雷達圖，教師可以清晰了解某一學(xué)生學(xué)習(xí)的具體問題。 對大多數(shù)學(xué)生都存在的問題，教師可根據(jù)知識結(jié)構(gòu)分析相關(guān)知識點關(guān)聯(lián)，在備課過程中確定教學(xué)內(nèi)容的重點和難點知識。 對少數(shù)學(xué)生的錯誤則可以通過診斷系統(tǒng)或者課后輔導(dǎo)的方式進行修補，通過平臺輔助教學(xué)幫助教師提高教學(xué)效率。

2.有待改進之處

筆者在實踐中發(fā)現(xiàn)，ADLS 系統(tǒng)同時存在一些未能解決的問題，需要在后續(xù)研究中進一步探索。

（1）本研究的設(shè)想是理想化的，也在盡力模擬人類的學(xué)習(xí)過程，但是許多問題在認知心理學(xué)領(lǐng)域尚未得到解決，比如數(shù)學(xué)解題中的頓悟和靈感（人類思考數(shù)學(xué)的心理機制）。 人類大腦的復(fù)雜程度使得學(xué)習(xí)過程的完美認識還未能實現(xiàn)，因此，要從認知過程的角度深入探討學(xué)生建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)的過程，并且?guī)椭鷮W(xué)生建構(gòu)起正確的數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)，還存在一定的難度。

（2）本研究試題庫中只有選擇題。 從系統(tǒng)設(shè)計和數(shù)據(jù)分析的角度來看，選擇題在施測與分析中更為明確和便利，但也存在一定的問題。 例如，在完成選擇題時經(jīng)常使用的“特殊值法”可能與測評的目的、初衷不一致，因為“特殊值法”僅是對學(xué)生運算能力的檢測，不強調(diào)學(xué)生的邏輯結(jié)構(gòu)和知識能力，并不能夠反映學(xué)生的知識建構(gòu)水平和知識結(jié)構(gòu)完整度。 這種情況下，如何診斷學(xué)習(xí)者的知識狀態(tài)呢？ 再者，選擇題包含正確答案的若干選項，學(xué)生可以隨機猜測做出選擇，并有可能回答正確。 本系統(tǒng)還需要進一步建立防猜機制，并探索實踐多選題、填空題，甚至證明題、解答題的智能分析功能。

（3）無邊界的學(xué)習(xí)環(huán)境固然能夠使學(xué)習(xí)更加便利， 但基于網(wǎng)絡(luò)的在線學(xué)習(xí)相對缺乏文化氛圍，缺少了人與人之間的情感交流。 學(xué)生在完成檢測、診斷時，也需要有安全的心理環(huán)境。 因此，ADLS 系統(tǒng)開發(fā)的下一個目標就是實現(xiàn)更為人性化的人機互動，如使用溫和的語言，適時鼓勵、表揚和激勵學(xué)生等。

（4）ADLS 系統(tǒng)要保持動態(tài)的生長，就需要根據(jù)課標、教科書的更新對題庫進行更新，以更好地發(fā)揮測試的診斷效果。 學(xué)生的學(xué)習(xí)是從“懂”到“會”的轉(zhuǎn)化過程。 因此，對學(xué)生進行診斷時可用新題，在進行補救教學(xué)時可用舊題。 新題和舊題，所含知識點相同，這就涉及知識的“遷移”，教師應(yīng)對學(xué)生的融會貫通等知識應(yīng)用能力加強考查。

（5）最后，找到教師經(jīng)驗和測量技術(shù)之間合理的結(jié)合點也是一大難題。 測量技術(shù)的客觀性與教師的經(jīng)驗性不應(yīng)該是相互獨立甚至對立的兩個方面， 測量技術(shù)應(yīng)該為輔助教師教學(xué)任務(wù)服務(wù)。 但在經(jīng)驗支持下，對于學(xué)生的錯誤，教師一眼可看出，這種情況下測評系統(tǒng)需要實現(xiàn)怎么樣的輔助功能呢？ 有的資深教師信息技術(shù)素養(yǎng)方面可能有待完善， 對測評診斷新知識接受度不高，這在一定程度上會影響測評系統(tǒng)功能性的發(fā)揮。 由此可見，如何加強教師培訓(xùn)，實現(xiàn)人機的智慧交互，應(yīng)該成為教師職業(yè)發(fā)展重要的培訓(xùn)內(nèi)容。