Компьютерное тестирование как метод непрерывного контроля, диагностики и коррекции знаний по физике

КОМПЬЮТЕРНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ

КАК МЕТОД НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ, ДИАГНОСТИКИ И КОРРЕКЦИИ ЗНАНИЙ ПО ФИЗИКЕ

COMPUTER TESTING AS METHOD OF CONTINUOUS CONTROL, DIAGNOSTICS AND CORRECTION OF KNOWLEDGE ON PHYSICS

Л.В. Вопилова, О.Ю. Маркова L.V. Vopilova, O.Yu. Markova

Тестирование, компьютер, инженерное образование, студент, объективная оценка, контроль, диагностика, коррекция, управленческие решения. В статье рассматриваются возможности применения компьютерного тестирования в оболочке адаптивного тестирования (ACT) для входного, текущего и итогового контроля знаний студентов по физике. Результаты тестирования используются для диагностики степени усвоения студентом учебного материала, а также для коррекции содержания, сложности, объема учебной дисциплины.

Testing, computer, engineering education, student, objective assessment, control, diagnostics, correction, administrative decisions.

The article describes the possibilities of the application of computer testing in adaptive testing cover (ATC) for entrance, current and total control of knowledge of students on physics. The results of the testing are used for the diagnostics of the extent of assimilation of the training material by the student, and also for the correction of the contents, complexity and volume of the subject.

Необходимость повышения качества инженерного образования в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, представленными в формате компетенций, актуализируют проблемы, связанные с формированием профессиональных (ПК) и общекультурных компетенций (ОК) студентов. В формировании и развитии целого ряда ОК и ПК важную роль играет изучение естественных наук, в частности физики. Наличие целостного представления о картине мира, ее научных основах, способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, владение технологией научных исследований невозможно без понимания основных физических законов, умения решать задачи и делать выводы из лабораторных физических экспериментов, то есть современный молодой специалист должен обладать многовариативным гибким мышлением и сформированным научным мировоззрением для успешной адаптации в современном мире. Также физические знания являются фундаментом для освоения многих специальных дисциплин, входящих в профессиональный цикл.

Для того чтобы студент свободно оперировал основными физическими законами и понятиями и умел применять их для решения практических задач, необходима организация контроля, диагностики

и коррекции за усвоением интегрированного учебного знания. Это должно происходить на всех этапах обучения физике в вузе.

В общеобразовательной школе физику изучают в течение 5 лет. Но в качестве выпускного экзамен по физике выбирается редко. Такое положение дел объясняется, на наш взгляд, несколькими причинами. Во-первых, в настоящее время у школьников снижен интерес к изучению естественных наук из-за отсутствия потребности освоения знаний и умений в данной области в контексте выбора профессии. Во-вторых, объем учебного материала, знание которого требуется при сдаче Единого государственного экзамена (ЕГЭ), достаточно велик. Это около 10 разделов, содержащих большое (порядка 100) количество формул и формулировок физических понятий, законов, явлений, что снижает у школьников уровень усвоения и понимания сущности физических явлений. В-третьих, в частях В и С единого государственного экзамена по физике требуется умение решать как стандартные так и нестандартные задачи, что предполагает умение школьника быстро выстроить логическую цепочку рассуждений, найти нужный алгоритм решения, применить соответствующие физические формулы и законы, правильно указать единицы измерения определяемой величины. Это требует не только владения материалом, но и глубоко-

# АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ НАУКИ. Теория и практика модернизации образования

го понимания физических законов, что возможно только при больших временных затратах на изучение курса физики.

С 2009 г. в качестве вступительных испытаний за-считываются результаты ЕГЭ. Для поступления на некоторые направления подготовки в ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» (СибГТУ) профильным является ЕГЭ по физике. Однако абитуриентам дается право выбора альтернативного экзамена, чем многие из них и пользуются. Анализируя результаты приемной кампании в университет за последние 4 года, можно наблюдать (рис. 1) устойчивое сокращение числа студентов СибГТУ, предоставивших результаты ЕГЭ по физике для прохождения конкурса. Анализ балльной структуры сертификатов ЕГЭ по физике абитуриентов СибГТУ 2009-2012 гг. показывает (рис. 2), что качество предъявляемых сертификатов резко упало в 2012 г. Если в 2009-2011 гг. с результатом до 50 баллов количество сертификатов составляло 73-78 %, то в 2012 г. - 92 %. У многих абитуриентов отсутствует системность физических знаний и, как следствие, оказываются не сформированными устойчивые знания в данной научной области.

Рис. 1. Количество студентов 1 курса, предоставлявших результаты ЕГЭ по физике

I 2009 2010 2011 12012

lU

L/l LT) 1£> Щ

Рис. 2. Распределение числа сертификатов ЕГЭ по физике по баллам

Для оценки реальных знаний первокурсников по основной общеобразовательной программе и дальнейшей коррекции знаний необходимо проводить входной контроль. Этот контроль должен быть оперативным, объективным, охватить большое число студентов и не отнимать слишком, много времени. По нашему мнению, этим требованиям наиболее соответствует входной контроль в форме компьютерного тестирования. Кроме того, входной контроль в определенной мере должен соответствовать сложившемуся школьному стереотипу контрольных мероприятий.

На кафедре физики СибГТУ в программной оболочке адаптивного тестирования (ACT) был создан банк тестовых заданий по основной общеобразовательной программе «Физика». Банк включает более 400 тестовых заданий различной формы. Дидактической основой банка тестовых заданий стал стандарт среднего (полного) общего образования по физике. Все содержание дисциплины разделено на 6 дидактических единиц (ДЕ), в рамках каждой ДЕ выделены отдельные темы.

Входной контроль позволяет реально оценить у студентов уровень знаний по физике [Вопилова, Юшкова, 2009, с. 249]. В каждой теме сформировано два блока заданий, названные «качественные» и «расчетные». Задания первого типа («качественные») направлены на проверку знаний основных определений, физического смысла величин, их размерностей, основных физических законов и пределов их применимости. Задания второго типа («расчетные») представляют собой несложные задачи алгоритмического типа [Далингер, Пустовит, 2012, с. 54]. Программная оболочка ACT позволяет представить результаты тестирования в разнообразных формах. Это дает возможность провести содержательный анализ качества школьной подготовки студентов, выявить наиболее трудные темы и разделы, освоенные на недостаточном уровне, принять управленческие решения [Вопилова, Маркова, Юшкова, 2009, с. 34].

Решение проблемы слабой подготовки по физике у отдельных студентов мы видим в организации дополнительного образования по ООП «Физика», основными задачами которого являются ликвидация пробелов в знаниях студентов по школьному курсу физики и укрепление фундаментальной составляющей технического образования. С нашей точки зрения, входной контроль положит начало эффективному обеспечению обратной связи в учебном процессе с целью коррекции уровня подачи учебного материала, стимулируя как познавательную активность сту-

дентов, так и совершенствование методики преподавания дисциплины.

Следующим этапом контроля знаний является текущий контроль по мере окончания изучения отдельных разделов физики. Преподавателями кафедры физики СибГТУ создан банк тестовых заданий в программной оболочке ACT, охватывающий весь курс физики. Каждое задание имеет свой коэффициент сложности. Количество заданий по всем разделам курса настолько велико, что каждому тестируемому студенту выпадает оригинальный набор заданий. Результат тестирования выдается оперативно в виде протокола ответов по каждому студенту, что позволяет быстро и объективно оценить уровень освоения им учебного материала и при необходимости корректировать, ликвидируя пробелы в знаниях на индивидуальных консультациях для отдельных обучающихся. Кроме того, результаты текущего тестирования учитываются при сдаче итогового экзамена по физике, что повышает мотивацию студентов к обучению в течение семестра.

Оценку сложности отдельных тестовых заданий можно проводить несколькими способами. В работе [Саяпин, Сафонов, 2012, с. 139] предлагается интересная методика оценки сложности тестов методами имитационного моделирования. В оболочке ACT оценка трудности предлагаемого тестового задания определяется разработчиком, а изменение оценки трудности задания производится в зависимости от дисперсионных показателей результатов тестирования на большом количестве тестируемых. Это позволяет объективнее оценить уровень сложности тестовых заданий для конкретной группы студентов.

В [Дьячук (мл.), Дьячук, 2010] рассматривается практика работы студентов с тестами с обратной связью. Такая форма тестовых заданий позволяет студенту не только контролировать степень усвоения учебного материала, но и самостоятельно повышать свой образовательный уровень. Возможность применять такие программы с обратной связью, по нашему мнению, позволяет повысить качество самостоятельной работы студентов [Кудрявцева, Маркова, 2012, с. 121].

Итоговый контроль является завершающим этапом и проводится в сочетании компьютерного тестирования с устной беседой студента с преподавателем. На компьютерное тестирование выносятся те темы курса физики, которые читались преподавателем в течение семестра на лекциях, обсуждались входе теоретического зачета отдельных лабораторных работ и решения задач. Темы, изучавшиеся студентами са-

мостоятельно, обсуждаются в непосредственной беседе с преподавателем, тем самым преподаватель оценивает результат самостоятельной работы студентов над теоретическим материалом. При успешной сдаче студентом всех разделов физики, включенных в текущий контроль, преподаватель с согласия студента может зачесть текущую оценку в качестве итоговой.

Отдельный анализ всех этапов тестирования нами проведен по результатам тестирования студентов на I и I! курсах факультета автоматизации и информационных технологий. Оказалось, что студенты, сдавшие ЕГЭ на 65 и более баллов, успешно прошли как входное, так и текущее тестирование и при итоговом контроле получили оценки «хорошо» и «отлично». Студенты, сдавшие ЕГЭ по физике на 30-50 баллов, по средней успеваемости не отличались от студентов, сдававших ЕГЭ по информатике.

Библиографический список

1. Вопилова Л.В., Маркова О.Ю., Юшкова Е.Ю. Опыт проверки остаточных знаний первокурсников по основной общеобразовательной программе «Физика»// Материалы I! Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Тестирование в сфере образования: проблемы и перспективы развития». 19-20 мая 2009 г., Красноярск: СибГТУ, 2009. С. 33-35.

2. Вопилова Л.В., Юшкова Е.Ю. Проектирование системы контролирующих мероприятий по курсу общей физики // Вузовская педагогика. Управление образовательным процессом в современном медицинском вузе. Красноярск: типография КрасГМУ, 2009. 409 с.

3. Далингер В.А., Пустовит Е.А. Роль и место задач в формировании учебно-исследовательской компетентности учащихся школы // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2012. № 2. С. 51-55.

4. Дьячук П.П. (мл.), Дьячук И.П. Диагностика обучаемости деятельности по решению задач // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2010. № 1. С. 28-33.

5. Кудрявцева O.A., Маркова О.Ю. Проблемы организации самостоятельной работы студентов СибГТУ по физике // Материалы V Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Тестирование в сфере образования: проблемы и перспективы развития». 19-20 апреля 2012 г. Красноярск: СибГТУ, 2012. С. 121-124.

6. Саяпин A.B., Сафонов К.В. Оценка дифференцирующей способности компьютерного теста методами имитационного моделирования // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2012. № 2. С. 138-143.