Осуществление рубежного контроля знаний по итогам цикла лабораторных работ по дисциплине физика с использованием компьютерного тестирования

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ РУБЕЖНОГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ПО ИТОГАМ ЦИКЛА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ФИЗИКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ

Н Ж.В. Медведева

Аннотация. В статье приводится методика использования, организация и содержание компьютерного тестирования для рубежного контроля знаний по итогам цикла лабораторных работ при выполнении физического практикума в военном вузе. Представлены некоторые итоги и анализ результатов педагогического эксперимента по внедрению данной методики, проведенного на кафедре (физики Федеральной военной академии ракетных войск сухопутного назначения (ФВА РВСН).

Ключевые слова: методика, компьютерное тестирование, контроль, лабораторный практикум по физике.

Summary. The article provides a method of use, organization and maintenance of computer-based testing of knowledge on the basis of laboratory studies while doing practical training session in physics in the military institute. Some results of the pedagogical experiment to implement this technique, held at the Department of Physics at the Federal Military Academy of the strategic missile forces.

Keywords: methodology; computer testing; control; practical training session in physics.

87

Введение

В условиях реформирования Вооруженных Сил России происходит модернизация военного высшего образования [1], переход на новые образовательные стандарты третьего поколения и на модульно-рейтинговую систему образования. Целью введения модульной системы и компетентностно-го подхода организации учебного процесса [2] является создание условий для необходимости регулярной учебной работы, самостоятельной работы обучающихся по изучению нового

материала, более осознанного изучения профессионально значимых дисциплин, возможности выбора индивидуальной траектории обучения и дальнейшего самообразования и обучения на протяжении всей жизни. Такая система является качественно новым уровнем организации преподавания в высшей школе, она обеспечивает интенсивность работы курсантов в течение всего периода обучения, способствует формированию единых требований преподавателей к курсантам, позволяет преподавателю моделиро-

88

вать ход образовательного процесса и ведет к снижению роли случайных факторов при сдаче экзаменов и/или зачетов. Вопрос качества обучения безусловно неотделим от вопроса качества контроля знаний, который является самостоятельным и очень важным звеном педагогической системы. В связи с этим еще более острой становится необходимость правильной организации текущего и рубежного контроля, от которого во многом зависит эффективность управления учебно-воспитательным процессом.

Анализ методов контроля при проведении лабораторного практикума по дисциплине физика

Физика, несомненно, одна из основополагающих дисциплин в высшем военном образовании, и знание ее фундаментальных закономерностей является необходимым для дальнейшего успешного освоения специальных дисциплин. Учебный процесс по дисциплине физика представляет собой сложный комплекс разнообразных занятий: лекции, семинары, практические занятия и лабораторные работы. Одной из особенностей модульно-рейтинговой системы образования является накопительный характер оценки, и каждый вид занятий соответственно включается в формирование общего рейтинга курсанта. Лабораторный практикум позволяет разобраться в сути физических процессов и явлений, приобрести навыки экспериментальной работы, понять, как «работают» на практике законы и закономерности физики, оценить область их применения для будущей профессиональной деятельности и, наконец, пробудить интерес к дальнейшему самостоятельному изу-

чению дисциплины и понимаю физической картины мира в целом. Поэтому лабораторные работы являются неотъемлемой и достаточно обширной частью учебного процесса, и на них приходится значительная часть обязательной отчетности семестра. Лабораторные работы по дисциплине физика разделены на циклы согласно тематическим планам. Каждый цикл соответствует определенному модулю, включает в себя 4-6 непосредственно лабораторных работ (в зависимости от тематических планов конкретных специальностей) и одно итоговое занятие по завершении цикла.

Традиционно [3] контроль по итогам как отдельной лабораторной работы, так и цикла работ осуществляется посредством устной беседы (преподаватель-курсант), что, безусловно, предполагает индивидуальный подход, дает преподавателю возможность оценить осознанность знаний курсанта, способствует развитию у курсантов логического мышления, умения анализировать информацию и подбирать убедительные примеры для иллюстрации тех или иных физических законов или явлений, а так же делать грамотные и обоснованные выводы. Все это делает вполне целесообразным использование устного опроса при проведении текущего контроля по итогам каждой лабораторной работы, особенно на втором курсе обучения, когда материал требует более высокой степени понимания. Кроме того, ко второму курсу курсанты уже обладают навыками работы с приборами, проведения измерений и правильного оформления отчетов, следовательно, экспериментальная и расчетная

часть лабораторной работы занимает значительно меньше времени, так что у преподавателя появляется возможность провести фронтальный опрос курсантов по группам соответственно каждой лабораторной работе. Такая форма опроса формирует, кроме всего прочего, умение работать в коллективе, слушать, анализировать и дополнять, если нужно, ответы других участников беседы.

Что касается контроля по итогам цикла лабораторных работ на втором курсе обучения, когда необходимо провести диагностику знаний и степени усвоения материала всей группой по достаточно обширной и сложной теме за время одного занятия, то применение устного опроса скорее способно продемонстрировать недостатки данного метода, чем его достоинства [2]. К таким недостаткам, в частности, можно отнести возможную недостаточную объективность, большие затраты времени на беседу с каждым курсантом, невозможность охватить при опросе все раздела темы (модуля) одинаково подробно, невозможность выявить не только умение воспроизводить усвоенную информацию, но и умение использовать эту информацию для решения учебных и практических задач (уровень сформиро-ванности основ будущей профессиональной деятельности). Разумным решением данной проблемы было бы успешное и эффективное сочетание различных методов контроля. В условиях интенсивной компьютеризации современного высшего образования одним из средств диагностики учебных достижений все чаще выбирают компьютерное

тестирование.

Педагогический эксперимент по применению тестов для рубежного контроля при проведении физического практикума

На кафедре физики ФВА РВСН был проведен педагогический эксперимент по внедрению компьютерных тестов для контроля усвоения материала при выполнении курсантами лабораторных работ. Эксперимент был организован таким образом, что компьютерные тесты использовались при обучении на первом курсе для осуществления текущего контроля при выполнении лабораторного практикума, а при обучении на втором курсе как рубежный контроль по итогам цикла лабораторных работ. При разработке автоматизированного контроля знаний для занятия по итогам цикла лабораторных работ учитывалось следующее:

• контроль знаний с помощью компьютера должен быть помощником преподавателю в определении эффективности работы курсантов, а не заменять индивидуальную работу преподавателя с ним;

• вопросы тестов должны выявить усвоение основных понятий изучаемой темы и умение использовать свои знания для решения практических задач;

• положительный результат теста должен соответствовать необходимому развитию базовой системы понятий;

• контроль должен стимулировать активную деятельность по самостоятельному изучению дисциплины;

Для осуществления итогового контроля по завершении каждого цикла были составлены [4-5] тесты, уровень которых соответствует уровню вопро-

89

90

сов ФЭПО. Основные преимущества тестирования [6] как метода контроля в данном случае очевидны: объективность и независимость (выставление оценки является стандартизованной процедурой и не зависит от личности преподавателя); наглядность (контроль проводится открыто, по одинаковым для всех критериям, результаты известны непосредственно после теста и доступны всем участникам, курсанты могут адекватно оценить не только свой результат, но и результаты других участников тестирования); возможность при небольших затратах времени осуществлять контроль знаний всей учебной группы; возможность каждому курсанту получить индивидуальное задание, охватывающее все основные вопросы раздела (модуля). Итоговое лабораторное занятие проводилось в форме компьютерного тестирования и к выполнению теста курсанты могли быть допущены при наличии всех сданных лабораторных работ по данному циклу (при условии достоверности результатов измерений и вычислений, наличии грамотно сделанных выводов по итогам проведенного эксперимента, правильности оформления отчета и положительной оценки результатов собеседования по теме работы). Для каждого раздела (модуля) были разработаны тесты, содержащие 90-95 вопросов по 20 темам, из которых программа выбирает 20 - по 1-ой из каждой темы в произвольном порядке, они и составляют вариант задания. Все вопросы теста выдаются курсантам за 7-10 дней до итогового занятия для подготовки, что стимулирует самостоятельную работу курсантов по повторению и систематизация ранее полученных знаний, а также поиску и использованию новой инфор-

мации. На выполнение теста на занятии курсанту предоставляется 1 попытка на 40 минут. Критерии оценки теста следующие:

• менее 8 правильных ответов -оценка «2»;

• 8-11 правильных ответов -оценка «3»;

• 12-15 правильных ответов -оценка «4»;

• 16 и более правильных ответов - оценка «5»;

Курсантам, не получившим положительную оценку за тестирование, назначается время для пересдачи вне часов занятий по расписанию, во время самоподготовки и дается еще 2 попытки для сдачи теста. После использования всех попыток окончательный результат учитывается при составлении итогового рейтинга курсанта за семестр. Важно отметить, что курсанты должны иметь возможность сдать тест в период самоподготовки под наблюдением и контролем преподавателя. Процесс обучения в военном вузе организован таким образом, что самостоятельная подготовка курсантов проводится ежедневно в обязательном порядке в строго отведенное время, и преподаватель может осуществлять контроль над самоподготовкой курсантов для повышения эффективности этого процесса. Такой подход дает возможность курсанту планировать свою учебную деятельность, контролировать ее ход, вносить коррективы и оценивать конечный результат. Все это в итоге способствует формированию навыков поиска необходимой информации, ее анализа и использования для самостоятельного изучения дисциплины, умения выбрать наиболее оптимальный для себя план и методику подготовки к кон-

ЕК

трольным мероприятиям, а так же помогает развить умение работать в коллективе.

Остановимся более подробно на содержании тестов и критериях их оценки. Как уже было сказано выше, вопросы составлены [7] на основе вопросов ФЭПО, то есть уровень их сложности не ниже среднего. Для примера можно привести несколько вопросов по разным разделам:

вопрос по разделу «ядерная физика» тема «взаимодействие элементарных частиц»:

Законом сохранения спинового момента импульса запрещена реакция

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) е+ + е- ^ у + 1

2) + е- ^ Уе + ц-

3) у + е- ^ е- + е- + е+

4) р + у ^ п + е+

вопрос по разделу «физика макросистем» по теме «циклические процессы»:

На рис. 1 изображен цикл Карно в координатах (Т^), где S - энтропия, Т - температура.

Адиабатное сжатие происходит на этапе ...

Выберите один из 4 вариантов ответа:

1) 3-4 2) 2-3 3) 4-1 4) 1-2;

вопрос по разделу «оптика» по теме «интерференция»:

В установке Юнга имеется два источника света: красный с длиной волны 700 нм и фиолетовый с длиной волны 400 нм. Расстояние между красными полосами на экране в опыте Юнга равно 3,5 мм, а координата третьего красного максимума равна 10,5 мм. Если включить фиолетовый источник, то ...

Выберите один из 5 вариантов ответа:

2

/ 4 Г -ь-

Рис. 1. Цикл Карно Ь

1) расстояние между полосами увеличится, координата максимума уменьшится;

2) расстояние между полосами увеличится, координата максимума увеличится;

3) расстояние между полосами уменьшится, координата максимума увеличится;

4) расстояние между полосами уменьшится, координата максимума уменьшится;

5) расстояние между полосами не изменится, координата максимума не изменится.

Из приведенных примеров видно, что ответы на подобные вопросы требуют не только определенного уровня и объема знаний, но и умения применить эти знания для решения практических задач, а также умения анализировать причины и результаты тех или иных физических явлений. Так как уровень сложности вопросов можно определить как средний и выше, а объем материала достаточно велик, то критерии оценки можно считать высокими. Однако эти критерии выглядят обоснованными, как побуждающие к систематической учебной деятельности, обеспечивающие постоянство и интенсивность самостоятельной работы, ведь обучение на втором курсе уже предполагает более высо-

91

92

кую организованность и мотивацию курсантов к обучению. Ограничение общего числа попыток до трех также вполне целесообразно, это способствует более ответственному отношению к тесту и как следствие более качественной подготовке к нему. Кроме того, ограничение количества попыток, значительное число (20) вопросов теста, индивидуальность каждого задания не оставляет возможности надеяться на «случайное попадание» или списывание у товарища. Работа в коллективе в данном случае скорее предполагает обмен информацией при совместной подготовке к тесту, а не во время его прохождения. Выдача заранее всех вопросов теста и возможность исправить оценку способствует целеустремленной самостоятельной работе курсантов и побуждает к обязательному повторению материала всего раздела, в дальнейшем это может стать хорошим заделом для подготовки уже непосредственно к экзамену.

Подобный тестовый контроль осуществлялся, как уже было сказано выше, по итогам каждого из проведенных циклов лабораторных работ. В целом можно сказать, что совокупность оценок за все итоговые занятия по циклам лабораторных работ вполне сопоставима с экзаменационной оценкой курсанта за семестр (так как охват материала для подготовки к тестам достаточно обширен), а успешность прохождения тестов от модуля к модулю заметно увеличивается. Некото-

рые результаты эксперимента представлены в табл. 1.

Использование тестов для контроля знаний на итоговом лабораторном занятии развивает чувство ответственности, побуждает к обязательному выполнению определенного объема учебной работы и помогает формированию и привитию навыков самооценки. Индивидуальность заданий повышает мотивации курсанта, стимулирует серьезное отношение к самостоятельному изучению дисциплины и развивает познавательный интерес. Все это позволяет судить о достаточно высокой эффективности подобного метода контроля. Следует отметить, что оценка усвоения материала при прохождении лабораторного практикума вносит свой вклад в формирование итогового рейтинга курсанта. Эта оценка в свою очередь определяется как выполнением и сдачей непосредственно лабораторных работ, так и результатом тестирования на итоговом занятии по завершении цикла.

Из проведенных педагогических экспериментов можно сделать вывод, что применение компьютерного тестирования в качестве рубежного кон-

Таблица 1

Итоги педагогического эксперимента

Характеристика Количество курсантов

1 семестр 2 семестр

Итоговый средний балл (ИСБ) за тесты «2» 3,4 0

Итоговый средний балл (ИСБ) за тесты от «2» до «3» 64,6 39

Итоговый средний балл (ИСБ) за тесты выше «3» 32 61

Количество курсантов получивших экзаменационную оценку выше ИСБ 17 14

Количество курсантов получивших экзаменационную оценку ниже ИСБ 0 10

ЕК

троля знаний по итогам цикла лабораторных работ при прохождении физического практикума вместе с традиционными методами контроля выполняет поставленные перед ним задачи. Оно позволяет осуществлять эффективный, качественный, достаточно объективный и наглядный контроль при рациональных затратах времени, стимулирующий курсантов к постоянной интенсификации самостоятельной работы, создает условия не только для эффективного обучения, самостоятельной учебной деятельности и профессиональной подготовки обучающихся, но и для всестороннего развития личности. Такая организация контроля при проведении лабораторных работ по дисциплине физика способствует формированию у курсантов ключевых компетенций, например, таких как (согласно Примерным программам для дисциплины физика, утвержденным научно-методическим советом по физике при Министерстве науки и образования РФ):

• способность приобретать новые знания в области физики, в том числе с использованием современных образовательных и информационных технологий;

• способность использовать знания основных физических теорий для решения возникающих фундаментальных и практических задач, самостоятельного приобретения знаний в области физики;

• способность выстраивать и реализовать перспективные линии интеллектуального, культурного, нравственного и профессионального саморазвития и самосовершенствования;

• настойчивость в достижении цели, способность критически переосмысливать накопленный опыт;

• обладание умением читать и анализировать учебную и научную литературу по физике.

Таким образом, можно заключить, что применение подобной методики и организации контроля при прохождении физического практикума в военном вузе позволяет успешно решить задачи по совершенствованию всех составляющих учебного процесса, способствует повышению качества обучения и помогает реализовать преимущества модульно-рейтинговой системы и компетентностного подхода к обучению.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кожевников Н.М., Пелевина А.П., Спирин Г.Г., Уколов В.Г. Физика в военном вузе // Физическое образование в вузах. -

2008. - Т. 14. - № 3.

2. Звонников В.И., Челышкова М.Б. Контроль качества обучения при аттестации: компетентностный подход. - М.: Логос,

2009. qq

3. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. - М.: Педагогика, 1995.

4. Аванесов В.С. Композиция тестовых заданий. - М., 2002.

5. Челышкова М.Б. Теория и практика конструирования педагогических тестов: Учебное пособие. - М.: Логос, 2002.

6. Аванесов В.С. Теория и методика педагогических измерений. - URL: http://www. testolog.narod.ru/Theory4.html

7. Калашников Н.П., Кожевников Н.М. Физика. Интернет-тестирование базовых знаний: Учебное пособие. - СПб.: Издательство «Лань», 2009.

ВЕК