Педагогические науки/5. Современные методы преподавания

К.т.н. Леонов В.В., Якупова О.В.

Международная бизнес академия, Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

Технологические аспекты автоматизированного контроля знаний обучающихся

Современное профессиональное образование немыслимо без внедрения в учебный процесс инновационных технологий и в первую очередь информационных технологий, применение которых необходимо как в части построения эффективных средств обучения, так и в части контроля знаний учащихся.

В соответствии с этим весьма немаловажное значение имеет поиск эффективных механизмов и алгоритмов реализации автоматизированных систем контроля качества знаний учащихся. Сейчас практически каждое современное учебное заведение имеет свою автоматизированную систему тестирования. По сути дела создание таких систем обусловлено целым рядом объективных причин, основными из которых являются:

· Интеграция системы высшего и среднеспециального образования Республики Казахстан в мировое образовательное пространство – где одной из систем контроля знаний учащихся является тестовая система контроля;

· Все более широкое внедрение в практику образовательной деятельности дистанционных и смешанных форм обучения и связанных с этим методик объективной оценки уровня знаний учащихся;

· Интенсификация преподавательского труда – необходимость более продуктивного использования времени преподавателя и по возможности избавление его от рутины связанной с проведением промежуточного контроля знаний учащихся;

· Необходимость и востребованность накопления тестового материала;

· Актуальная потребность в анализе динамики восприятия учащимися изучаемого материала;

· Актуальность объективной оценки уровня знаний учащихся и труда профессорско-преподавательского состава.

Анализ современных автоматизированных систем тестирования показывает, что в подавляющем большинстве случаев используются тестовые задания с закрытой формой тестовых вопросов. Это связано с тем, что данная форма тестирования наиболее проста для ее компьютерной реализации так, как компьютеру можно четко «обозначить» правильный или правильные ответы и ограничить выбор испытуемого набором возможных альтернативных вариантов. Таким образом, с точки зрения компьютерной реализации данная форма тестовых заданий никаких проблем не вызывает ни с точки зрения идентификации правильного ответа, ни с точки зрения детерминированности его выбора. Это системы с полной определенностью возможных действий испытуемого.

Следует отметить, что, несмотря на наличие достаточно эффективных и хорошо изученных методов формализации данной формы тестовых заданий с закрытыми ключами, они не в состоянии охватить всего многообразия контрольного материала, который необходим для адекватной и объективной оценки уровня знаний учащихся. Основная сложность и одновременно противоречивость всех задач связанных с созданием автоматизированных систем тестирования заключается в том, что с одной стороны для корректной работы таких систем необходима детерминированная (максимально определенная) постановка тестового задания, а с другой стороны для более или менее адекватной оценки уровня знаний учащихся необходим не столько ассоциативный выбор одного из предложенных альтернативных вариантов ответа, а сколько умение отвечать на поставленный вопрос без подсказки в виде этих самых альтернативных вариантов. Другими словами на самом деле в процессе оценки уровня знаний важно умение давать определения (а не выбирать правильные), умение писать формулы (а не выбирать наиболее правильную из списка), умение решать задачи, (а не выбирать правильный ответ). Таким образом, перед создателями таких автоматизированных систем тестирования всегда стоит дилемма, суть которой заключается в том, что для автоматизации процедуры тестирования нужна определенность, а для корректной и объективной оценки необходима максимальная свобода испытуемого в части формирования своих решений не зажатая рамками альтернативных ответов тестового задания, которые в принципе могут рассматриваться как подсказка тестовой системы испытуемому.

В рамках рассматриваемых в данной статье вопросов автоматизированного тестового контроля знаний хотелось бы коротко остановиться на проверке знания учащимися определений. Определения, безусловно, занимают особую по своей значимости область знаний учащихся. Именно определения формируют тот специфический категориальный аппарат любой области знаний, на котором в дальнейшем выстраивается вся логика изложения изучаемой дисциплины. Существующая практика программной реализации подобного тестового контроля уровня знаний учащихся в большинстве случаев базируется на выборе одного или нескольких правильных вариантов определений предлагаемых к рассмотрению в процессе тестирования. Это не может в полной мере объективно оценить знания учащихся. Дело в том, что испытуемых зачастую просто ассоциативно запоминает правильный вариант ответа.

Попытаемся предложить один из вариантов реализации данного фрагмента автоматизированной системы тестирования в какой то мере устраняющий приведенный выше недостаток за счет применения некоторой модификации фасетной формы тестового задания (рисунок 1).

Рисунок 1. Автоматизированная система проверки знания определений.

Основная идея такого подхода заключается в том, что определение (или определения) разбиваются на несколько частей, (см. рисунок 1) каждая из которых представлена к рассмотрению в качестве возможного выбора части правильного определения. В приведенном для иллюстрации примере, определение разбито на семь частей и для формирования всего определения в целом, необходимо обозначить (указать) системе тестирования правильные фрагменты - на рисунке они выделены. После их указания, пользователь активизирует команду сборки определения, и оно проверяется на соответствие эталонному, заложенному в тестовую систему для идентификации правильного ответа. Таким образом, данное решение, в какой - то мере устраняет недостаток, связанный с ассоциативным указанием правильного ответа. Предложенный фрагмент системы позволяет говорить о более качественной и адекватной проверке знаний учащихся за счет того, что тестируемый фактически дает определение системе тестирования. Для усиления защищенности тестового материала и улучшения качества контроля возможно случайное расположение альтернативных фрагментов ответа в соответствующих полях.

Основным недостатком такого подхода является сложность формирования качественного тестового материала.

Кроме этого в ракурсе тематики данного доклада хотелось бы поделиться своим опытом разрешения обозначенной выше проблемы на примере еще одного из фрагментов, разрабатываемой нами автоматизированной системы тестового контроля.

Остановимся более подробно на некоторых формах тестовых заданий. Например, можно начать с вполне конкретной задачи – проверки формальных зависимостей (рисунок 2).

Рисунок 2. Автоматизированная система проверки знания формальных зависимостей.

Идея данной системы тестирования заключается в предоставлении учащемуся максимально возможной свободы выбора. Например, на приведенной выше иллюстрации показан пример записи тестируемым закона Кулона. В качестве входной информации пользователю предложен вопрос и возможные переменные, которые пользователь видит в «списке переменных». Встроенная логика данной системы позволяет пользователю не выбирать правильную формулу из списка альтернативных вариантов, а именно писать ее в соответствующих полях формы системы тестирования (поля для ввода переменных). Запись в форму той или иной переменной осуществляется абсолютно просто - путем указания - «клика», по «элементу выбора переменной». После чего соответствующая переменная отображается в «полях для ввода переменных». Между этими полями расположены «поля для ввода арифметических действий и коэффициентов» - в этих полях тестируемый указывает арифметические действия и, если есть необходимость, вводят коэффициенты в формулу. Таким образом, записывается формальная зависимость, которую должен знать испытуемый. Кроме этого, из предложенного ниже списка испытуемый должен выбрать смысловое значение каждой из использованных им в формуле переменных. Отметим, что именно после выбора смыслового значения каждой из выбранных переменных системой проводится их идентификация и значение переменной заложенное в базе переменных вносится в соответствующее технологическое поле - поля 59, 60, 61 и т.д., см. (рисунок 2). Под технологическими полями в контексте данной статьи понимаются те поля, которые в реальном тестировании не видны пользователю, но «открыты» на рисунке для иллюстрации логики работы программы.

Кроме этого испытуемому предлагается выбрать размерность переменных, участвующих в написании формальной зависимости.

Следует отметить, что все ответы пользователя фиксируются в соответствующих технологических полях. Например, размерность переменных фиксируется в технологических полях 80, 81, 82 . . . , а наименование переменных хранятся в технологических полях 100, 101, 102 . . . Контрольные значения по которым проводится проверка правильности формальной зависимости, так же хранятся в соответствующих технологических полях (90, 91, 92 . . .; 70,71,72 . . .).

После того, как тестируемый определился с формальной зависимостью, он фиксирует ее командой «внести формулу на проверку». После получения этой команды, система «вычисляет» формальную зависимость (в рамках предлагаемой вашему вниманию автоматизированной системы реализован примитивный транслятор, который вычисляет значения формулы) и заносит результат вычисления в технологическое поле «вычисляемое значение». Именно это значение сравнивается с контрольным и определятся правильность формальной зависимости.

Таким образом, данная автоматизированная система тестирования позволяет достаточно адекватно оценить знание тестируемого по нескольким «контрольным точкам». Выделим наиболее важные из них:

- значение вычисленной формальной зависимости позволяет системе однозначно определить ее правильность;

- значение наименований переменных позволяет системе однозначно определить знание тестируемым смысловой нагрузки на каждую переменную, т.е. тестируемый не может просто заучить формулу, для ее правильного воспроизведения он должен понимать «физический смысл» каждой переменной;

- значение размерности переменных – позволяет системе однозначно определить знание размерности используемых в формуле переменных.

Все изложенное выше свидетельствует о достаточно надежной системе оценок, по которым определяется уровень знаний тестируемого, кроме того, три уровня индикации контроля формальных зависимостей позволяют говорить о достаточной адекватности тестовой оценки.

Наиболее важным недостатком фрагмента проверки знаний формальных зависимостей представленной к рассмотрению автоматизированной системы тестирования является «строковое» представление формальной зависимости представленное в разделе «формальное описание зависимости (процесса, закона и т.д.)». Такое представление является несколько непривычным с математической точки зрения. В настоящий момент времени разрабатывается встроенный в систему тестирования редактор формул, наподобие MS EQUATION, который позволит представлять зависимости в привычном математическом виде.

Литература:

1. Аванесов В.С. Композиция тестовых заданий.- Учебная книга. 3 изд., доп. М.: Центр тестирования, 2002г.

2. Государственный общеобязательный стандарт образования Республики Казахстан. Контроль и оценка знаний в высших учебных заведениях. Основные положения. ГОСО РК 5.03.006-2006.- Астана.: Министерство образования и науки РК, 2006г.

3. Клайн П. Справочное руководство по конструированию тестов. Киев: 1994г.

4. Куклин В.Ж., Мешалкин В.И. Наводнов В.Г., Савельев Б.А. О компьютерной технологии оценки качества знаний //Высшее образование в России.-М.: Изд-во МПГУ, 1993.- №3

5. Куклин В.Ж., Наводнов В.Г., Петропавловский М.В. Камертон. Технология проведения тестирования и анализа результатов.- Йошкар-Ола: Изд-во МарГТУ, 1995г.