,
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
КОМПЬЮТЕРНЫЙ КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ НА ОСНОВЕ
МОДЕЛЕЙ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА
В докладе рассматривается новый подход к организации компьютерного контроля знаний на основе моделей учебного процесса.
В настоящее время наибольшее распространение получили системы адаптивного тестирования, которые предполагают адаптацию к знаниям обучаемого по сложности заданий теста. Однако, такой контроль не позволяет получить информацию о структуре знаний обучаемого и усвоении им элементов изучаемого курса.
В докладе предлагается новый подход к контролю знаний обучаемых, основанный на структуризации учебного курса, и выявлению пробелов в знаниях обучаемых. Для этого используются разработанные нами модель учебного курса и модель знаний обучаемого [1, 2].
Модель учебного курса представляет собой структуру, состоящую из совокупности взаимосвязанных между собой элементов. В качестве структурных элементов выступают темы, между которыми введены иерархические отношения и отношения следования. Каждая из тем содержит множество понятий, их свойств и взаимоотношений и множество умений. Способ декомпозиции учебного курса во многом зависит от его специфики и выбора преподавателя. По каждой из тем преподаватель должен задать перечень контрольных заданий в виде набора тестовых вопросов и задач и связать их с множествами понятий и умений. Модель учебного курса определяет требования к тому, что должен знать обучаемый по данному курсу.
Модель знаний обучаемого представляет собой фреймовую структуру, которая после выполнения обучаемым каждой контрольной работы, заполняется фактами. В общем случае – это фрейм-прототип, содержащий слоты, связанные с множеством тем и содержащимися в них множествами понятий и умений заданной модели учебного курса. Слоты фрейма-примера содержат факты о правильности выполнения обучаемым контрольных заданий. Модель имеет несколько уровней, самый верхний из которых представляет усвоение материала по темам, следующий по контрольным вопросам по каждой теме, самый детальный – по понятиям и умениям по каждой теме. Модель знаний обучаемого определяет, что конкретно знает обучаемый в процессе изучения курса.
В последующих сеансах контроля обучаемому предлагаются контрольные задания с использованием неосвоенных понятий и умений. Для этого разработан алгоритм адаптивной генерации индивидуальных вариантов контрольной работы.
Новый подход к контролю знаний используется на кафедре “Кибернетика” МИФИ по курсу “Методы оптимизации”. В качестве контрольных заданий в системе могут быть как вопросы в тестовой форме, так и практические задания для проверки понятий и умений. Каждое контрольное задание может проверять несколько понятий и умений. В системе используются контрольные вопросы следующих форм: выбор правильного ответа из множества альтернатив, конструирование ответа путем выбора отдельных элементов, вычисление ответа, принятие решений в конкретных ситуациях. В контрольных вопросах используются случайные параметры, что увеличивает их уникальность и уменьшает возможность угадывания ответа. Одним из преимуществ комплекса является поддержка использования различных моделей оценки знаний, которые можно описывать с помощью скрипта, хранить в библиотеке скриптов и использовать в контрольных работах. Таким образом, повышается универсальность создаваемой системы.
Данный программный комплекс целесообразно использовать для:
· контроля текущей успеваемости в семестре;
· определения рейтинга студентов по данному курсу;
· проведения зачета и предварительного экзамена;
· предоставления информации преподавателям для проведения зачета и экзамена;
· предоставления информации студентам о пробелах в их знаниях.
Список литературы
1. Никитин направления развития компьютерных технологий обучения и контроля знаний. // Университетская книга, 2004, № 3.
2. Никитин подход к организации компьютерного контроля знаний. // Труды XIV Международной конференции “Информационные технологии в образовании – 2004”, Часть 4 - М.: МИФИ, 2004.
