к.т.н., доц., Коротун М.М., к.т.н., доц., Бубнов І.В.

Сумський державний університет, Україна

Тести на позиціювання для

інженерних дисциплін

Тестування з дисциплін інженерної механіки можна проводити за декількома напрямками, наприклад: вибір відповіді; позиціювання; вибір позиції; порядок дії, ключові слова та ін. [1].

Значну складність для тестування мають такі дисципліни інженерної механіки, як «Металорізальні верстати», «Допоміжний інструмент та оснащення верстатів», «Конструювання верстатів», «Металорізальні інструменти» та інші спеціально – інженерні дисципліни. Застосування для вказаних дисциплін тестів типу «вибір відповіді», «ключові слова» не несе ніякого навантаження з точки зору підготовки бакалавра, спеціаліста чи магістра, тому що при застосуванні означених тестів використовуються лише текстові запитання та відповіді. Текстові (словесні) тести практично непридатні для інженерної механіки тому, що не розвивають ні візуальне, ні інженерне, ні професійно – технологічне ні тим більше інноваційне мислення студентів. У зв’язку з підвищенням вимог до діагностики навчальних результатів виникає потреба у застосуванні тестів інших типів. Перелічені дисципліни, як і багато інших з інженерної механіки, відрізняються тим, що супроводжуються значним поданням графічного та візуального матеріалу, тобто їх неможливо вивчати без використання креслень, схем, компоновок, загальних виглядів тощо [2,3]. Окрім того, при підготовці фахівців з інженерної механіки потрібно проводити аналіз схем та компоновок, розглядати рухи через механізми, тобто широко використовувати наочно – образне подання інформації. Все це потрібно відтворювати і при тестуванні інженерних дисциплін, тому що візуалізація сприяє формуванню уніфікованого, технологічно грамотного, професійно зорієнтованого фахівця. Складність візуального тестування полягає в тому, що потрібно створювати тести із значним образно - графічним матеріалом у динаміці, для якого потрібне відповідне програмно-орієнтоване забезпечення.

З широким розповсюдженням сучасної комп’ютерної техніки та програмного забезпечення з’явилась можливість створювати тести із застосуванням графічного матеріалу, наближення їх до нової, творчої, креативної системи контролювання, запропоновувати різновекторне моделювання контролю знань. Так, наприклад, при вивченні металорізальних верстатів після наочно – образного подання матеріалу студентам варто абстрактно уявляти собі той чи інший тип верстата, тому що шліфувальний верстат відрізняється від свердлильного, зубофрезерний від фрезерного, зубодовбіжний від довбіжного. Тобто, при тестуванні студентів з інженерних дисциплін значну роль відіграє візуалізація як при викладанні, так і при контролюванні знань. Нами запропоновано для вивчення загальних видів верстатів створення тестів на «позиціювання образів (фрагментів)», які забезпечують варіативність подання навчального матеріалу з одного боку та налаштовують підтримку пізнавального інтересу студентів з іншого [1]. Крім того, тести такого типу розвивають та посилюють візуальне, системне, професійно – технологічне інженерне мислення. Суть такого тестування полягає у тім, що загальний вигляд верстата у двомірному просторі розбивається на окремі фрагменти (рисунок 1,а), за якими студентам потрібно скласти образ загального вигляду верстата (рисунок 1, б), переміщуючи фрагменти по екрану монітора. На перший погляд задача уявляється простою, тому що нагадує складання образу за будь – якими фрагментами. Але ж при тестуванні з дисципліни «Металорізальні верстати» кінцевий образ верстата відсутній, і тому тільки реальне абстрактне уявлення студента про той чи інший верстат дає змогу надати і адекватну відповідь. Таким чином, щоб пізнати сутність того чи іншого образу, студентам потрібно вмикати абстрактне мислення, тому що цілісний об’єкт розчленований на окремі частини (фрагменти), і створити новий цілісний об’єкт тільки за допомогою візуально – образного мислення. Такий пояснювально - ілюстративний підхід до контролю знань дає розвиток абстрактному мисленню, при якому значну роль відіграє відображення образів. У тестових питаннях такої природи первісний набір фрагментів формується із числа доступних уявленню ознак Y ₁ Y₂ Y₃, які відображують найбільш суттєві ознаки вузлів верстата, наприклад основа, шпиндельна бабка, пульт керування і т. ін. В даному випадку маємо метод лінійного перетворення вихідного простору ознак Y = (Y ₁ Y₂ Y₃) у новий простір Х = (Х₁ Х₂ Х₃), тобто Х =АY, де А – матриця перетворення.

а) б)

Рисунок 1 – Фрагменти тестового питання а) та кінцевий результат б)

Таким чином, сукупність ознак при розпізнаванні образів мусить відображати ті властивості об’єкта, які потрібні для розпізнавання. Матриця перетворення – це рухи фрагментів по площини монітора. Існують чотири типа рухів площини: перенос, поворот, відображення та відображення, що ковзить. Усякий рух V або утримує орієнтацію образів, або змінює його. Рухи, які можна уявити як композиції парної кількості відображень, тобто такі, які є при переміщенні фрагменту по екрану монітора, утримують первісну орієнтацію. З перелічених видів рухів використовується тільки перенос, але це обмеження дає програмне забезпечення. При подальшому вдосконаленні програмного забезпечення та використання ще й повороту можливості для абстрагування та збільшення різноманітності задач зростатиме. Активний механізм засвоєння та контролювання знань пов’язаний також із контролюванням часу створення образів. Якщо час для відповіді та прийняття рішення обмежений, то ті студенти, що не мають абстрактного – візуального образу загального вигляду верстата, зустрічаються із значними труднощами у відповідях при тестуванні. Таким чином час відповіді дає змогу визначити ступінь відповідності студентів як фахівців з даної дисципліни. Пошук кінцевого варіанта образу верстата можна представити як результат В. Якщо час відповіді обмежений, то швидкість побудови графічного образу являє собою max В. При цьому вважається, що В характеризує собою якість підготовки, знання матеріалу, вміння орієнтуватися у часу і просторі. Таким чином, створення візуального образу конкретного верстата здійснюється за таким формальним критерієм

,

де В₀ - оптимальний образ верстата, який вибраний з варіативних структур Віо, що належать множині В усіх варіантів композицій, можливих під час створення образу, і оцінка якого bio максимальна, тобто реальна серед усіх оцінок bi. Таким чином, створення тестових завдань для фахівців з інженерної механіки мають свої особливості, які полягають у широкому застосуванню наочно – образному поданню інформації, при якому кожному варіанту рішення, тобто переміщенню об’єктів по екрану монітора, відповідає одне образне відтворення, що однозначно визначає кінцевий результат.

Література:

1. Волков Н.И., Алексеев А.Н., Алексеев Н.А. Тестовый контроль знаний: Учеб. пособ.- Сумы: Изд-во «Университетская книга», 2004. – 109 с.

2. Кучер А.М. Немые кинематические схемы металлорежущих станков. – Л.: Машиностроение, 1977. – 136 с.

3. Металлорежущие станки. Учеб. Пособие для втузов. Н.С.Колев, Л.В.Красниченко, Н.С.Никулин и др. – М.: Машиностроение, 1980.-500с.