Разработка электронной системы обучающих тестов
, ,
Орловский государственный технический университет, г. Орел.
Российское образование в последние годы претерпевает большие качественные изменения. Сегодня большое внимание уделяется повышению эффективности и контроля качества образовательного процесса в вузах.
Особое место среди форм контроля в системе образования занимает тестирование. В настоящее время компьютерное тестирование, как никогда ранее, все чаще применяется для объективной оценки уровня учебных достижений студентов в комплексе с традиционными видами, которые, как известно, не всегда объективно могут оценивать знания и умения.
На данный момент в Орел ГТУ разрабатывается электронная система обучающих тестов. Эта система охватывает все разделы курса общей физики, и позволяет изучить материал по выбранной теме и осуществить самоконтроль усвоенных знаний.
Тесты построены на соответствующей методике, которая обеспечивает выполнение требований государственного образовательного стандарта (ГОС). Особенностью изучения физики является выделение уровней усвоения теоретического материала и уровней умений по решению задач. Хотя для физических дисциплин процессы усвоения теории и овладения навыками по решению задач взаимосвязаны и взаимообусловлены, тем не менее на практике они протекают достаточно не зависимо друг от друга. Основываясь на этом, предлагается следующая иерархическая конструкция теста:
I. Распознание – из предложенного набора информации студент может выделить (распознать) необходимую информацию. Усвоение на первом уровне самым общим представлением об объекте, явлении и позволяет студенту распознать его в ряду других объектов, явлений.
II. Ученическое применение – студенту предлагается решение задач, в которых заданы цель, ситуация действия по ее решению, а от него требуется выполнить алгоритмическую деятельность при внешне описанном алгоритме (например, указать формулы для нахождения требуемых величин, т. е. есть внешняя подсказка в виде образца решения).
III. Механическое воспроизведение – студент по памяти может воспроизвести требуемое знание, не умея его объяснить (например, механическое воспроизведение определений, формулировка законов). На этом уровне студент самостоятельно воспроизводит материал без опоры на внешнюю подсказку. Сам материал воспроизводится в такой форме, в которой он дан преподавателем или содержится в учебнике.
IV. Алгоритмическое применение – студент может использовать абстракции (правила, законы или обобщенные методы) в частных и конкретных случаях для решения типовых задач. В процессе обучения разъясняются соответствующие приемы и уделяется время на отработку навыков по решению задач.
V. Фрагментарное понимание – низкая ступень понимания или представления или представления, при которой студент правильно поясняет законы, правила, если это требует привлечения материала лишь в пределах конкретного раздела без необходимости увязки его с материалом других разделов.
VI. Эвристическое применение – студент использует абстракции (правила, законы, общие методы) в частных и конкретных случаях для решения эвристических задач, в которых задана цель, но не ясны достижения цели. От студента требуется определить ситуацию и применить ранее усвоенный материал. Действия на этом уровне приобретают гибкий и поисковый характер.
VII. Целостное понимание – достаточно высокая ступень понимания, находясь на которой студент в полной мере использует такие логические операции как синтез и анализ. Здесь для ответа студенту необходимо использовать знания, относящиеся ко всей дисциплине или разделу.
VIII. Творческая деятельность – студент выполняет решения задач творческого типа. В процессе творческой деятельности студентом добывается объективно новая информация.
Тесты разрабатываются в соответствии с иерархической конструкцией в открытой форме. Для каждого уровня сложности составляется алгоритм задания и структурная матрица теста (табл. 1).
Таблица
Структурная матрица теста
Код раздела № | Разделы (физическая тема) | Количество заданий | Распределение заданий по конструкции теста | |||||||
I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | |||
Возможность быстро ориентироваться в обширном тестовом материале решает специальная программная оболочка управляющая системой.
Информационная система обучающих тестов и тестов контроля знаний содержит вопросы по всем разделам курса общей физики. Вопросы классифицируются по следующим признакам:
1. Физическая тема.
2. Методический тип вопроса: 1 - распознание; 2- ученическое применение; 3- механическое воспроизведение; 4- алгоритмическое применение;5- фрагментарное понимание; 6- эвристическое применение; 7- целостное понимание; 8 - творческая деятельность.
3. Уровень сложности: 1 - необходимо выбрать сильно различающиеся варианты ответа; 2 - необходимо выбрать мало различающиеся варианты ответа; 3 - необходимо при выполнении задания связать две разноплановые формулы (действия) или охват двух и более смежных физических тем.
Программа обеспечивает:
1. Ввод текстового материала, дополнительных спецсимволов, математических формул, графиков рисунков.
2. Систематизацию вопросов в соответствии с вышеприведенной классификацией.
3. Методику составления тестов.
4. Единый словарь обозначений в каждом разделе и по возможности по всей системе.
5. Диалоговый дружественный интерес пользователя с компьютером.
Примеры работы программы представлены на рисунках 1 и 2.
Рис. 1. Окно программы тестирования при контроле знаний
Рис.2. Окно программы тестирования при обучении.
Задания для тестов разбиты на три уровня сложности: низкий, средний, повышенной сложности. Студент выбирает уровень варианта компьютерного задания, которое состоит из 10 вопросов, при этом каждому сопоставляется 4 равновероятных ответа, из которых нужно выбрать правильный. Студент имеет возможность при желании поменять вариант и уровень сложности, если задание кажется ему слишком простым или, наоборот, слишком сложным.
При тестировании в режиме обучения, в случае неверного ответа, система, отправляет пользователя к тому разделу (абзацу) в обучающем материале, который содержит ответ на данный вопрос. Для более глубокого изучения материала предусмотрено представление обширного лекционного и справочного материала, а также решения типовых задач по физической теме. Связь между вопросом в тесте и обучающим материалом осуществляется с помощью специальных закладок, указывающих на учебный материал по каждому тестовому вопросу.
Когда задание выполнено программа подсчитывает число набранных баллов. Если число баллов ниже нормы необходимой для зачета, выдается тест той же категории сложности, но выбор предлагаемых вопросов по данной теме будет другим. Если после определенного числа попыток качество выполнения задания по прежнему неудовлетворительное (слишком много ошибок), то программа выдает задание более простого уровня; если же уровень и так был простым, то студенту предлагается изучить компьютерную версию обучающего материала по рассматриваемой физической теме.
После выполнения тестов студент получает зачет по данному разделу физики. Если количество набранных баллов за тест его не устраивает, он может пройти его еще раз. Схема, прохождения компьютером тестирования, по одному из разделов физики (физической теме) показана на рис.1.
Рис.1 Схема, прохождения компьютерного тестирования. Состояние S1 - выбор варианта задания; S2,S3,S4 – выполнение тестовых заданий (3 уровня сложности), S5 – получение зачета по данному тесту.
При переводе количества правильных ответов на вопросы теста в оценку по пятибалльной шкале можно пользоваться следующими критериями.
Как известно, при достижении уровня усвоения около 70% от общего объема знаний и умений, определяемых требованиями программы, студент может в дальнейшем успешно пополнять и развивать полученные знания. Поэтому уровень 70% от числа вопросов теста можно принять за нижнюю границу для оценки “удовлетворительно” или 3 балла. Ниже 70% правильных ответов оценивается как “неудовлетворительно” в 1 или 2 балла. Оценка «хорошо» или 4 балла может быть поставлена за 80-90 правильных ответов. Оценка «отлично» или 5 баллов выставляется, когда число правильных ответов, соответствует 91-100%.
Следует отметить, что наилучший результат оценки качества образования достигается при комплексном использовании всех методов контроля, позволяющих обеспечить достоверность результатов проверки знаний, навыков и умений студентов при изучении предмета «Общая физика», одним из которых и является компьютерное тестирование.
