Автоматизация системы контроля знаний, как элемент модернизации профессионального образования

АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ, КАК ЭЛЕМЕНТ МОДЕРНИЗАЦИИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ

Е.В. Мещерякова, Г.А. Иващенко, В.М. Камчаткина

Статья посвящена разработке и внедрению в образовательный процесс контролирующей программы по курсу «Начертательная геометрия».

Ключевые слова: профессиональное образование, компьютерное тестирование, контроль знаний, начертательная геометрия

Automation of the testing system of knowledge as an element of the modernization of professional education. The article is devoted to developing and implementing in educational process the controlling program about the course "Descriptive Geometry".

Key words: professional education, computer testing, checking the knowledge, descriptive geometry

В связи с возросшими требованиями, предъявляемыми современным социумом к квалификационным характеристикам выпускников высшей школы необходим новый подход к организации обучения. В настоящее время происходит модернизация высшего образования, что связано с обновлением содержания, методик и технологий в процессе профессионального образования. Одним из важных компонентов этого обновления является автоматизация процесса обучения и контроля знаний, которая может выражаться в одном из своих проявлений -компьютерном тестировании.

Основной проблемой любого образования, является отсутствие четкого контроля за качеством усвоения материала. Важным моментом систематического автоматизированного контроля знаний является его объективность, что обусловлено переносом акцента с карательной функции на информативную. Только в таком случае учащийся не будет бояться контроля и изобретать способы получения повышенной оценки, а преподаватель будет получать реальную картину знаний учащегося.

Тесты представляют собой особую совокупность заданий, которые позволяют дать объективную, сопоставимую и даже количественную оценку качества подготовки обучаемого в заданной образовательной области. В свою очередь, объективность и измеримость качества образования открывают широчайшие возможности для управления учебным процессом - от

корректировки содержания образовательных стандартов и программ до совершенствования методов преподавания и повышения эффективности стимулирования самостоятельных занятий студентов.

Как и все технологии, основанные на достижении науки, тестирование требует серьезной подготовки со стороны тех, кто намерен всерьез заняться созданием и использованием педагогических тестов. Прежде всего необходимо глубокое овладение строгими правилами и математическим аппаратом, применяемыми в области педагогических тестов и их автоматизации.

Классифицируя виды контроля, выделяют входной, текущий, тематический, рубежный (поэтапный) и итоговый.

Входной контроль характеризуется сознательно поставленной целью определить уровень знаний пришедших студентов на начальном этапе обучения. Эта информация создает условия для своевременной коррекции базового уровня знаний, умений и навыков отдельных студентов и помогает педагогу перестроить учебный процесс с учетом уровня подготовки всей группы (потока) в целом.

Организация текущего контроля, прежде всего, обусловлена необходимостью видеть полную картину прохождения процесса обучения. Проведение текущего контроля — наиболее простой для преподавателя способ получить оперативную информацию о соответствии знаний обучаемых планируемым эталонам усвоения. Эта информация создает условия для своевременной коррекции процесса усвоения знаний, умений и навыков обучаемыми.

Тематический контроль выявляет степень усвоения раздела или темы учебного курса. На основании данных тематического контроля преподаватель принимает управленческое решение. Именно он делает вывод в необходимости дополнительной проработки данной темы. В тематическом контроле наиболее интересна информация о динамике усвоения обучаемыми материала раздела, о степени рациональности мыслительных процессов или алгоритмов, использованных для выполнения заданий теста. Поэтому разработка системы тестов для тематического контроля органически связана с использованием ПЭВМ.

Функциональное назначение рубежного контроля - выявление результатов определенного этапа обучения. Оценка уровня подготовки обучаемых в этом случае производится с помощью зачетов по разделам изучаемого курса, экзаменов или тестов.

Цель итогового контроля - оценка работы обучающихся после прохождения всего учебного курса по дисциплине, т.е. установление соответствия уровня и качества подготовки зафиксированной документально системе требований к уровню и качеству образования. Обычно формой итоговой оценки обучаемого являются его отметка на экзамене либо результаты выполнения итогового теста.

Разработка качественных гомогенных тестов (тесты, предназначенные для контроля знаний по одному предмету или дисциплине) требует использования научных методов содержания отбора, теории педагогических измерений, современных математико-статистических методов, применяемых для проверки соответствия теста определенным обоснованным критериям качества.

Новые возможности для формирования навыков самоконтроля открывают педагогические тесты. Специально созданные тестовые программы в соединении с программноинструментальными средствами (оболочками), компьютерной техникой и шкалой для самооценки позволяют разгрузить преподавателей и реализовать идеи самоконтроля в условиях массового обучения.

Контроль - это одновременно и объект теоретических исследований, и сфера практической деятельности преподавателя. С помощью контроля можно выявить достоинства и недостатки новых методов обучения, установить взаимосвязь между планируемыми, реализуемыми и достигнутыми уровнями образования, сравнить работу различных педагогов, оценить достижения обучающегося и выявить пробелы в его знаниях, дать руководителю учебного заведения объективную информацию для принятия управленческих решений и выполнить ряд других не менее важных задач.

Чтобы помочь преподавателю преодолеть определенные трудности, связанные с более полной, а соответственно более объективной и точной оценкой освоенного студентами материала в условиях ограниченного аудиторного времени нами была разработана и внедрена в учебный процесс автоматизированная контролирующая программа, выполняющая функцию не только контроля знаний учащихся, но и помогающая студенту в освоении теоретического материала, поскольку при низких показателях оценки знаний отправляет студента к соответствующим разделам курса «Начертательная геометрия».

Рассмотрим более детально базовые составляющие информационных технологий тестирования.

Контролирующая программа предусматривает два вида контроля текущий (промежуточный) и итоговый и рассчитана для студентов дневной и заочной форм обучения ФГБОУ ВПО «Братский государственный университет», изучающих курс «Начертательная геометрия», который входит в структуру всех дисциплин графического цикла.

Назначение промежуточного контроля - дифференцировать обучающихся по уровню освоения материала с целью определения их готовности к следующему этапу процесса обучения и подбору индивидуальной схемы дополнительного освоения материала.

Для более точной и корректной оценки знаний студентов нами сформулированы следующие требования к контролирующей программе:

1. Контролирующая программа должна обеспечивать работу с тестовым материалом произвольной длины, т. е. преподаватель всегда сам может определить количество необходимых вопросов для каждого студента.

2. Вопрос при необходимости должен сопровождаться иллюстративным материалом.

3. Диапазон предлагаемых ответов на вопрос должен быть в пределах от двух до четырех, с присвоением 1 бала в случае выбора правильного ответа;

4. Итог тестирования должен быть представлен в виде дифференцированной оценки: «отлично», «хорошо», «удовлетворительно» или «неудовлетворительно».

5. Вопросы контролирующей программы должны находиться в текстовом файле.

6. Контролирующая программа должна быть инвариантна к ситуативным изменениям или дополнениям, т.е. при необходимости корректировки вопросов в тесте или теоретического материала, не должен быть задействован программный код.

7. На предложенный вопрос всегда должен быть дан ответ.

Предложенная нами контролирующая программа позволяет преподавателю оценивать не только уровень знаний студента, но и количество его обращений к прохождению каждого теста, а так же затраченное время на ответы (реализована функция счетчика и таймера).

База данных контролирующей программы, а именно учебно-методический материал, реализована в текстовом редакторе Блокнот. Объектами хранения в текстовых базах данных являются тексты. Под текстом будут пониматься неструктурированные данные, построенные из строк. Основной целью любой текстовой базы данных является хранение, поиск и выдача документов, соответствующих запросу пользователя.

Приведем примеры формирования текстовой базы данных тестовых заданий для проведения промежуточного и итогового контроля знаний по курсу "Начертательная геометрия":

I. Прямая МЫ по отношению к плоскости а

1) параллельна

2) пересекает плоскость

3) перпендикулярна

4) не принадлежит

II. Прямая п параллельна плоскости на рисунке...

1)

п

III. Пирамида - это многогранник, у которого боковые ребра...

1) параллельны

2) отстутствуют

3) пересекаются

4) скрещиваются

При создании тестов важно учитывать многие обстоятельства, например личность тестируемого, вид контроля, методику использования автоматизированного опроса в учебном процессе и т.п.

Хорошим считается тест, когда он: чувствителен к угадыванию тестируемого, восприимчив к его невнимательности и ошибочным действиям. Тест используется учащимся для обучения (тренажер, самопроверка) и контроля. Для преподавателя же тест служит средством корректировки учебного процесса, вспомогательным средством для текущего и итогового контроля, дидактическим средством для обучения.

В программировании термин «интерфейс» олицетворяет собой набор операций, обеспечивающих определение видов услуг и способов их получения от программного объекта, предоставляющего эти услуги. Интерфейс обеспечивает доступ к управлению всеми возможностями программы (рис. 1).

Рис. 1 Структура интерфейса контролирующей программы

Стартовая страница контролирующей программы по курсу «Начертательная геометрия» представлена на рис.2. Контроль и соответствующее теоретическое обеспечение содержит материал по следующим разделам как «Проецирование точки», «Проецирование прямой. Взаимное положение прямых», «Проецирование плоскости. Плоскости частного и общего

положения», «Взаимное положение прямой и плоскости, плоскостей», «Проецирование многогранных поверхностей», «Образование кривых поверхностей. Линейчатые поверхности. Поверхности вращения», «Пересечение поверхности прямой линией», «Сечение поверхностей плоскостью», «Взаимное пересечение поверхностей», «Аксонометрические проекции».

Рис. 2 Форма входа в контролирующую программу

При разработке данной контролирующей программы были так же учтены психологические аспекты. В их числе: предварительное знакомство студента с условиями тестирования; исключение какой-либо формы дискриминации; мотивация заинтересованности и стремления к достижению высоких результатов; адаптация системы к скорости восприятия (времени реакции) студентами предлагаемого учебного материала; учет факторов зрительного восприятия, наглядности и др.

Контролирующая программа по курсу «Начертательная геометрия» была экспериментально внедрена в учебный процесс в осеннем семестре 2008-2009 учебного года. В эксперименте участвовали экспериментальная группа ЭУН-08 (Экспертиза и управление недвижимостью) и контрольная группа ГСХ-08 (Городское строительство и хозяйство) инженерно-строительного факультета Братского государственного университета.

Автоматизации контроля знаний студентов в экспериментальной группе обусловила ряд существенных преимуществ:

• преподаватель освобождается от трудоемких рутинных операций и может уделить больше времени индивидуальной работе со студентами;

• повышается точность регистрации результатов и исключаются ошибки обработки исходных данных, неизбежные при ручных методах расчета выходных показателей;

• оперативность обработки данных при компьютерном эксперименте позволяет проводить в сжатые сроки массовый контроль путем параллельного тестирования всех испытуемых;

• тестирование на компьютере более интересно по сравнению с традиционными формами опроса, что создает положительную мотивацию у студентов.

• быстрое получение результатов существенно облегчает возможность проведения корректирующих действий в учебном процессе, что крайне важно в условиях ограниченного времени аудиторной работы.

Графическая иллюстрация результатов внедрения контролирующей программы в учебный процесс (рис. 3), показывает, что в экспериментальной группе ЭУН-08 прирост показателей средней оценки знаний студентов значительно выше, чем в контрольной группе ГСХ-08.

Рис. 3

Наблюдения показали, что студенты экспериментальной группы делали меньше ошибок при решении задач, реже обращались за консультациями к преподавателю, проявляли большую самостоятельность в выполнении расчетно-графических работ. Кроме того, в экспериментальной группе возросло качество выполнения графических работ, количество пропусков заметно уменьшилось. Контролирующая программа по курсу «Начертательная геометрия» играет роль своеобразного «умного» учебника, несущего ряд функциональных нагрузок.

Функция руководства, которая осуществляется посредством ранжирования учебного материала, что позволяет дозировать усвоение учебной информации.

Функция стимулирования, проявляющаяся в повышении мотивации студентов к усвоению материала и проявлению интереса к его использованию.

Функция управления познавательной деятельностью, реализующаяся через систему структурированного изложения учебной информации и учебно-познавательных заданий, развивающих способности у студентов к систематизации и интерпретации в практической деятельности полученных знаний.

Функция закрепления материала и осуществления самоконтроля проявляется в том, что контролирующая программа предоставляет возможность повторного изучения, самостоятельной проверки правильности сложившихся понятий, представлений, образов, точности усвоения правил, законов, выводов.

Внедрение компьютерных технологий в процесс обучения способствует гибкому управлению учебным процессом и совершенствованию методики изложения материала на основе анализа результатов систематического тестирования студентов по каждой теме

Из выше изложенного следует, что автоматизация системы контроля знаний дает возможность учащимся значительно расширить свои познания в курсе «Начертательная геометрия», а так же приобрести опыт работы с вычислительной техникой. И кроме того, оценка знаний в предложенной нами форме является для студентов более привлекательной.

Эффективность использования средств компьютерных технологий в учебном процессе во многом зависит от успешности решения задач педагогического характера, связанных с информационным содержанием и способом использования контролирующих и обучающих программ. Разработка автоматизированных программных продуктов для педагогических целей на сегодняшний день является актуальной составляющей в модернизации системы высшего образования.

Литература:

1. Иващенко Г.А. Учебник и его роль в геометро-графической подготовке студентов технических специальностей вузов./ Сибирский педагогический журнал. 2008. №12. С. 18-26.

2. Кальней В.А., Шишов С.Е. Технология мониторинга качества обучения в системе “учитель-ученик”: Методическое пособие для учителя. М.: Педагогическое общество России, 1999.

3. Моисеев В.Б., Усманов В.В., Таранцева К.Р., Пятирублевый Л.Г. «Оценивание результатов тестирования на основе экспертно-аналитических методов».// Журнал «Открытое образование». №3. 2001. С.32-36.

4. Рудинский И.Д., Соловей Е.В. «Реализация алгоритмов прямого тестирования в интеллектуальной автоматизированной системе контроля знаний». Сборник материалов конференции. 2001.

5. Челышкова М.Б. Разработка педагогических тестов на основе современных математических моделей: Учеб.пос. М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов. 1995.