Теоретические и технологические вопросы эффективного применения тестовых технологий диагностики физико-математической подготовки студентов технического вуза

мого обучаемым в условиях дефицита времени (сокращение количества часов лекционных занятий), является актуальной разработка и применение информационных карт в виде систематизированного перечня текстовой и графической информации по отдельным темам дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика» - тематических классификаторов, сопровождающих и дополняющих пояснения лектора.

Литература:

1. Архангельский С. И., Шамсутди-нов И. Г. Задачи и формы интенсифика-

ции учебного процесса// Новые методы и средства обучения.- М.: Знание, 1991.

- №1

2. Выготский Л. С. Избранные психологические исследования - М.: Изд-во АПН РСФСР, 1956 - 517с.

3. Талызина Н. Ф. Теоретические основы контроля в учебном процессе. М., 2000.

4. Григоревская Л. П., Григорев-ский Л. Б., Чернявская М. В. Оптимизация методики чтения чертежа общего вида. Последовательность выполнения рабочего чертежа детали// Казанский педагогический журнал. - 2009. - №1.

- С.63-67.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ТЕСТОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДИАГНОСТИКИ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА В. С. Щербаков, А. А. Ушаков

В статье рассмотрены некоторые наиболее актуальные в современной тестологии теоретические вопросы применения тестовых технологий, методика их использования для диагностики качества физико-математической подготовки студентов в техническом вузе. Показана целостная система тестовых методик, применяемая на кафедре физики Альметьевского государственного нефтяного института. Проведен анализ преимуществ и недостатков тестовых технологий, указаны пути повышения эффективности качества физико-математической диагностики студентов в техническом вузе нефтяного профиля.

Ключевые слова: тестология, тестовые технологии, целостная система тестовых технологий, преимущества и недостатки тестовых технологий, диагностика качества физико-математической подготовки.

The article considers some of the urgent theoretical issues in current testology concerning application of test technologies, methods of their usage for diagnostics of physics and mathematics knowledge quality in a technical institute. The entire

system of testing mtthods applied in the Physics Department ofAlmetyevsk State Oil Institute is shown. The analisis of testing methods advantages and disadvantages has been carried out and ways to increase their efficiency for diagnostics ofphysics and mathematics knowledge guality in a technical institute have been determined.

Key words: testology, test technologies, the entire system, testing methods advantages and disadvantages, diagnostics of physics and mathematics training.

Педагогические измерения в условиях внедрения государственных образовательных стандартов - это качественно новый этап в развитии педагогической науки и практики, характерной особенностью которого является научное обоснование целей, содержания, функций и задач педагогической диагностики, определение ее как действенного средства повышения качества обученности учащихся, создание системы мониторинга уровня предметных достижений с целью анализа вуза как педагогической системы и повышения эффективности управления ею.

Традиционные способы оценки знаний, существующие в системе физико- математической подготовки специалистов в техническом вузе, нуждаются в дополнении объективными методами. Из всех существующих сегодня методик диагностирования одной из самых перспективных считается тестирование. Анализ научной педагогической литературы (В. С. Аванесов,В. В. Зиновьев,К. Ин-генкамп, В. Г. Кузнецов, В. П. Левин, А. Н. Майоров) показал, что педагогический тест представляет собой систему заданий возрастающей трудности, специфической формы, позволяющей качественно оценить структуру знаний и эффективно измерить их уровень у испытуемых. Педагогический тест обычно включает три сле-98

дующих структурных компонента: система тестовых заданий с возрастающей степенью сложности; набор вариантов ответов, содержащих наряду с правильными ряд неправильных ответов дистракторов; разработанную систему проверки и анализа результатов тестовых заданий.

Результаты тестирования знаний, умений и навыков, с той или иной степенью определенности, отражают соответствие норме качества образования претендентов.

Одно из важнейших требований, предъявляемых к тестам в условиях современного обучения, - требование экономии времени. От времени сеанса существенно зависит качество результатов. Каждый тест характерен оптимальным временем сеанса, изменение которого снижает уровень качества измерений. Оптимальное время сеанса определяется эмпирически. Длительность тестирования ограничивается исходя из соображений: удобства процедуры тестирования; темпа накопления усталости у испытуемых; достижения оптимального уровня дифференциации претендентов. Большинство тестов, применяемых в педагогической практике, являются скоростными. Временной режим задается на весь сеанс тестирования, на субтесты или на отдельные тестовые задания.

Исследования показывают, что после 40 минут сеанса тестирования общих знаний, навыков решения простых задач, знания определений, включается эффект «ровной дороги» и большинство тестируемых начинают работать автоматически, не задумываясь, стремясь к скорейшему завершению сеанса. Стремление к лучшей оценке для студентов сменяется стремлением к минимальной удовлетворительной оценке. В современной тестологии часто возникают дискуссии о целесообразности некоторых понятий и действий. В качестве предмета обсуждений возникают понятия «надежность» и «вес задания», а в качестве действий - их измерение. Технология тестирования обязательно приводит к усилению или ослаблению мотивации претендентов к успеху. Это объяснимо, поскольку тестирование есть образовательный акт. Если претенденты не мотивированы - результаты сконцентрируются у точки случайного выбора области определения результатов тестирования.

На надежность сильно влияет степень гомогенности групп испытуемых, уровень их подготовленности, а также другие факторы, связанные не столько с тестом, сколько с условиями сеанса тестирования. При повторных сеансах так же, как и значения «коэффициента надежности», «плывут» значения весов заданий. При этом даже не важно - те же претенденты пришли на повторный сеанс или другие. Важно лишь, чтобы сеансы были последовательны, а претенденты имели возможность общаться. Вес

заданий занимает одно из центральных мест в парадигме стохастической теории тестов. С помощью значений весов темперируют тест, упорядочивают задания по критерию сложности.

В настоящее время процесс изучения физико-математических предметов в техническом вузе содержит три основные формы организации учебной деятельности:

а) лекционный курс, который ведется в течение трех семестров, с последующей сдачей экзаменов по разделам изучаемого предмета. Лекции читаются для потоков студентов по факультетам, на которых присутствуют от 120 до 200 студентов. По окончании каждого раздела преподаватель должен оценить полученные знания по теоретическому курсу и умения решать задачи у большого числа студентов, уровень знаний которых ему чаще всего до экзамена не известен. Это создает определенные трудности для объективной диагностики и требует больших непроизводительных затрат времени. На объективность оценки могут повлиять различные случайные факторы. Применение перед устным экзаменом технологии адаптивного тестирования позволит повысить объективность подготовки студентов, сократит непроизводительные затраты рабочего времени, улучшит психологический фон общения студента и экзаменатора;

б) практикум по решению задач, на котором студенты учатся применять полученные на лекционном курсе теоретические знания при решении задач по каждому разделу изучаемого

предмета. Полученные практические навыки оцениваются в виде зачетной контрольной работы. Применение тестовых технологий закрытого и открытого типа при оценке знаний и умений студентов по решению задач могут повысить систематичность контроля, сократить рабочее время преподавателя на процесс проверки;

в) лабораторный практикум, на котором студенты выполняют, в зависимости от специальности, от 4 до 8 лабораторных работ, при этом студент должен приобрести умения и навыки экспериментально решать практические задачи, научиться пользоваться измерительной техникой и приборами, освоить методы измерений и провести необходимые эксперименты. После выполнения практической части работы студент должен произвести необходимые расчеты, сделать выводы и сдать отчет по теории и практической части работы преподавателю, ведущему практикум. Такая форма организации работы приводит к тому, что большая часть рабочего времени преподавателя и студентов идет на заслушивание отчетов.

Рассмотрим главные особенности рекомендуемых в процессе диагностики по предметам физико-математического цикла в техническом вузе тестовых технологий. Адаптивный тестовый контроль представляет собой компьютерный вариант реализации принципа индивидуализации обучения. Целесообразность адаптивного контроля вытекает из соображений рационализации традиционного процесса тестирования, где всем претендентам дается одинаковый набор

заданий. Адаптивное тестирование позволяет регулировать трудоемкость и количество предъявляемых заданий в зависимости от ответа испытуемого на текущее задание. В случае правильного ответа он получит задание труднее, в случае неправильного

- полегче. Использование заданий, соответствующих уровню подготовленности студента, существенно повышает точность измерений и минимизирует время индивидуального тестирования. Есть три основных варианта адаптивного тестирования:

- пирамидальное тестирование

- всем студентам дается задание средней трудности и уже затем, в зависимости от ответа, каждому дается задание легче или труднее. На каждом шаге применяется правило деления шкалы трудности заданий пополам;

- flexi level - контроль начинается с любого уровня трудности, а потом происходит постепенное приближение к реальному уровню подготовленности;

- stradaptive - тестирование производится с базой тестовых заданий (БТЗ), где задания разделены по уровням трудности. После верного выполнения следующее задание берется более высокого уровня трудности, после неверного - наоборот.

В адаптивном тесте заранее известны параметры трудности и дифференцирующей способности каждого тестового задания. Главная характеристика заданий адаптивного теста

- их сложность, полученная эмпирически. Это означает, что каждое задание адаптивного теста прошло эмпирическую апробацию на сложность.

Адаптивный контроль, предваряющий устный экзамен, позволяет существенно повысить объективность диагностики уровня знаний студентов. В рамках адаптивного контроля эффективно выбираются и используются те задания БТЗ, которые соответствуют уровню подготовленности студента, что позволяет существенно повысить точность измерений за минимальный срок (10-15 минут).

Наиболее перспективной при проведении лабораторного практикума является «технология мягкого тестирования» (ТМТ). Сам термин «мягкое тестирование» означает, что из технологии устранены резкие границы оценки вариантов выполнения тестовых заданий. Вместо двухступенчатой шкалы «верно-неверно» здесь используется четырехступенчатая: «верно (5) - неполно (4) - неточно (3) - неверно (2)». Такая шкала более соответствует человеческой логике, чем двухзначная. Здесь можно использовать любые формы заданий, нужно только внести коррективы в ответы на задания: заменить на «верные», «неполные», «неточные», «неверные». Такой подход позволяет не только констатировать знания, но и контролировать их глубину, делает минимальной вероятность угадывания путем сравнения вариантов. Применение технологий мягкого тестирования позволяет высвободить значительную часть времени преподавателя и студента для активной деятельности на лабораторном практикуме.

Может быть изменена и форма представления тестовых заданий. Ис-

пытуемому предъявляется выборка тестовых заданий закрытой формы, причем, выполняя задание, он видит на экране только один вариант ответа на вопрос, остальные варианты скрыты. Именно этот, единственный вариант и должен оценить испытуемый. Такой подход позволяет значительно повысить достоверность измерений. ТМТ рекомендует ввести в сценарий тестирования игровые моменты, что позволяет безболезненно увеличить время сеанса, количество предъявляемых заданий, а также осуществить психологическую разгрузку в течении сеанса.

Студент может начать тестирование в любое время после выполнения работы, когда он сам считает себя готовым. Разрешение тестироваться в произвольное время должно повышать результат тестирования. В связи с ограниченностью технических и временных ресурсов, как итоговый засчитывается лучший результат. Применяемая в ТМТ база тестовых заданий, должна быть достаточно велика, чтобы повторяющим сеанс участникам не попадались одинаковые задания.

На основе вышеизложенного авторами была разработана обобщенная модель тестово-диагностическо-го обеспечения учебного процесса (рис.1).

В течение нескольких лет на кафедре физики Альметьевского государственного нефтяного института проводился педагогический эксперимент. Задачей проводимого педагогического эксперимента было выяснение дидактических условий наиболее

Рис.1. Обобщенная модель тестово-диагностического обеспечения учебного процесса

эффективного применения тестовых технологий в процессе диагностики физико-математической подготовки студентов на разных этапах учебного процесса, их влияние на качество обучения, оптимизацию по времени процесса диагностики, повышение объективности оценки подготовленности студентов.

Первый результат широкого применения тестовых технологий в процессе диагностики физико-математической подготовки - это значительно возросший уровень доверия студентов к объективности оценки, что несомненно влияет положительно на психологический климат общения студентов и преподавателей.

Объективность тестов в оценк

Образовательная деятельность может привести к самым различным результатам, зависящим не только от содержания, но и от внутренних задач, которые ставит перед собой обучающийся, его интересов, склонностей и способностей, что определяет необходимость в объективности и достоверности оценки учебных достижений студентов. С целью выявления отношения к процессу контроля и оценки был проведён опрос студентов с использованием анкеты, разработанной лабораторией психологии ИПППО РАО, анализ некоторых результатов которой приводится в табл.1.

Табл.1.

знаний с точки зрения студентов

Общее число опрошенных-362 студента мои знания оцениваются всегда объективно мои знания оцениваются не всегда объективно мои знания оцениваются необъективно

До начала эксперимента 18% 54% 28%

После эксперимента 72,5% 22,5% 4,6%

Применение технологии мягкого тестирования при защите студентами лабораторных работ физического практикума привело к повышению активности, число попыток сдать отчёт значительно возросло, появился соревновательный настрой. На первых этапах значительно увеличилось количество неудачных попыток сдать отчёт, некоторые студенты пытались пройти тестирование без подготовки, проставляя оценки наугад, надеясь на удачу. Многочисленные повторные тестирования отнимали много време-

ни у преподавателя и мешали проходить тестирование своим коллегам. По этой причине условия эксперимента несколько изменились по сравнению с первоначальными. В случае получения студентом очень слабого результата прохождения сеанса тестирования (более 10-ти штрафных баллов), на этом занятии он лишается права прохождения повторного тестирования и получает на дом задание изучить теорию и практику данной лабораторной работы. На одном занятии каждый студент может проходить

тестирование по одной лабораторной работе не более 3-х раз.

При использовании ТМТ оптимизируется работа преподавателя с большим количеством студентов одновременно, с помощью ТМТ одновременно могут сдавать отчёт 8-10 студентов по разным лабораторным работам, что особенно важно в пред-сессионный период, когда нагрузка на преподавателя возрастает многократно. С помощью ТМТ время, необходимое на приём одной лабораторной работы, в среднем сократилось с 20мин. до 7-8 мин.

Для подтверждения положительного влияния ТМТ именно на качество обучения на лабораторном практикуме по физике был проведен проверочный эксперимент, который показал, что применение ТМТ на лабораторном практикуме по физике положительно влияет именно на качество обучения.

Применение тестовых технологий открытого и закрытого типа для диагностики знаний, умений и навыков на практикуме по решению задач позволяет сделать контроль более систематическим при большой экономии рабочего времени преподавателя, освобождая его от рутинного труда по проверке контрольных работ. Компьютерная программа даёт результат сразу и распечатывает итоговую ведомость.

При проведении итоговой аттестации использовалась технология адаптивного тестирования, предваряющая устный экзамен.

В результате применения тестовых технологий на всех этапах учебного процесса удалось значительно

повысить уровень доверия студентов к объективности оценки их знаний, повысить качество знаний и успеваемость в экспериментальных группах на 9-14%, уменьшить затраты рабочего времени на диагностику в 2-2,5 раза, повысить активность студентов и улучшить систематичность контроля.

Педагогическая целесообразность реализации системы тестового контроля в условиях стандартизации и технологизации образования, использование тестовой технологии является эффективной формой «рефлексии» вуза как образовательной системы и служит основой для принятия управленческих решений с целью повышения его результативности.

В ходе эксперимента выявился и ряд недостатков тестовых технологий. Не все необходимые характеристики усвоения знаний можно получить с помощью тестирования. Такие показатели, как умение конкретизировать свой ответ примерами, оригинальность мышления, умение связно и логически выражать свои мысли и некоторые другие характеристики диагностировать тестированием пока не удаётся в полной мере. Поэтому тестовые технологии, особенно при итоговой аттестации, должны обязательно сочетаться с другими формами и методами диагностики, тогда они дадут наибольший эффект.

Литература:

1. Аванесов В. С. Композиция тестовых заданий.- М.: Учебная книга. 2002 г. - 240с.

2. Мухаметзянова Г. В. Профессиональное образование: Проблемы качест-

ва и научно-методического обеспечения / Г. В. Мухаметзянова.- Казань: Магариф, 2005.- 319с.

3. Власова Е. З. Теоретические основы и практика использования адаптивных технологий обучения в профессиональной подготовке студентов педагогического ВУЗа: дисс. д-ра пед. наук..- М.: РГБ, 2003. - 243с.

4. Концепция модернизации российского образования на период до 2010г.// Стандарты и мониторинг. 2002. - №5.

5. Равен Дж. Педагогическое тестирование: проблемы, заблуждения, перспективы. - М.: «Когито -Центр», 1999г.

- 144с.

6. Нагорнов С. А., Воробьёв А. Н. Методические указания по применению Автоматизированной тестовой системы при проведении тестового контроля знаний студентов. - Альметьевск: АГНИ, 2007.

- 23с.