Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретико-методологические основы адаптивного тестирования 14
1.1. Адаптивное тестирование как способ адаптивного обучения и контроля 14
1.2. Цели, функции, принципы адаптивного тестирования 28
1.3. Подходы к проектированию тестов для адаптивного тестирования 38
Выводы по первой главе 51
Глава 2. Научно — практические основы адаптивного тестирования в техническом вузе 54
2.1. Модель проектирования адаптивного контрольно - обучающего теста 54
2.2. Таксономическая модель формирования естественнонаучных компетенций студента 69
2.3. Классификация и композиция адаптивных контрольно - обучающих тестов 81
2.4. Этапы технологии проектирования адаптивных контрольно - обучающих тестов по естественнонаучным дисциплинам 104
2.5. Опытно - экспериментальная проверка эффективности технологии проектирования адаптивных контрольно - обучающих тестов 115
Выводы по второй главе 129
Заключение 131
Литература 134
Приложения 154
- Цели, функции, принципы адаптивного тестирования
- Подходы к проектированию тестов для адаптивного тестирования
- Таксономическая модель формирования естественнонаучных компетенций студента
- Классификация и композиция адаптивных контрольно - обучающих тестов
Введение к работе
Актуальность исследования. Двухуровневая система высшего образования (бакалавриат - магистратура) предусматривает пересмотр, обновление и внедрение в практику образовательных программ и методов обучения, обеспечивающих формирование мобильного, конкурентоспособного специалиста, имеющего высокую степень социальной адаптации. Одним из таких методов, по оценкам исследователей (А.С. Границкая, Е.Н. Рябинова, Е.В. Смирнова, Е.А. Ямбург и др.), является адаптивное обучение и, в частности, такая его форма как адаптивное тестирование, при котором количество, характеристики и последовательность предъявления тестовых заданий адаптированы к индивидуальным способностям тестируемого. Адаптивное тестирование реализует принцип дифференциации и индивидуализации обучения, обеспечивает формирование индивидуальных образовательных траекторий студентов.
Проблемы адаптивного тестирования в образовании и его роль в повышении качества подготовки обучающихся исследовались B.C. Аванесовым, АС. Андреевым, М.Б. Челышковой, В.А. Шухардиной и другими исследователями. В их работах рассмотрены теоретические и методологические основы алгоритмизации процессов выбора и предъявления заданий адаптивных тестов, вопросы оптимизации структуры и состава банка тестовых заданий, разработки методики шкалирования результатов выполнения адаптивных тестов. Установлено, что главными функциями адаптивного тестирования являются: диагностирующая, оценочная, корректирующая, развивающая, мотивирующая, прогностическая и обучающая. Вместе с тем, одной из малоразработанных проблем в области адаптивного тестирования является выявление структуры и содержания его обучающей функции, что особенно важно для создания оптимальных условий подготовки студентов бакалавриата, создающих возможность свободного выбора индивидуальных образовательных траекторий в рамках учебной дисциплины. Кроме этого, проблемы адаптивного тестирования не рассматривались исследователями в логике компетентностного подхода.
В процессе исследования проблемы подготовки бакалавров определен ряд требующих разрешения противоречий между:
необходимостью повышения качества профессиональной подготовки студентов и неразработанностью методов, позволяющих оптимизировать учебный процесс с учетом индивидуальных способностей обучающихся;
актуальностью реализации обучающей функции адаптивных тестов в учебном процессе и недостаточным уровнем ее теоретического обоснования;
возрастающей потребностью в применении контрольно-обучающих тестов, позволяющих дифференцировать студентов по уровню подготовленности, и неразработанностью методик их проектирования в условиях реализации компетентностного подхода.
В контексте изложенного проблема исследования может быть сформулирована следующим образом: как реализовать диагностирующую и обучающую функции адаптивных тестов в учебном процессе?
Недостаточная теоретическая разработанность проблемы, ее практическая значимость и актуальность обусловили выбор темы диссертационного исследования: «Проектирование адаптивных контрольно-обучающих тестов для студентов бакалавриата в техническом вузе».
Под адаптивным контрольно-обучающим тестом в нашем исследовании понимается педагогический тест учебных достижений, позволяющий сформировать и объективно оценить структуру компетенций обучающегося за счет оптимальной композиции и адаптации к уровню его подготовленности тестовых заданий, удовлетворяющих принципу возрастания трудности и логической последовательности изучения материала.
В предлагаемой работе проектирование адаптивных контрольно-обучающих тестов рассмотрено на примере дисциплин естественнонаучного цикла для студентов технических направлений подготовки.
Цель исследования состоит в разработке, теоретическом обосновании и экспериментальной проверке технологии проектирования адаптивных контрольно-обучающих тестов для студентов бакалавриата в техническом вузе.
Объект исследования - процесс профессиональной подготовки бакалавров в техническом вузе.
Предмет исследования - технология проектирования адаптивных контрольно-обучающих тестов для студентов бакалавриата в техническом вузе.
Гипотеза исследования заключается в том, что использование адаптивных контрольно-обучающих тестов позволит повысить качество естественнонаучной подготовки студентов бакалавриата в техническом вузе, если:
разработаны модель и технология проектирования тестов;
созданы таксономическая модель формирования естественнонаучных компетенций и соответствующие ей адаптивные тезаурусы, позволяющие конкретизировать хронологические и частно-общие цели адаптивного тестирования;
обоснована оптимальная композиция теста, предполагающая сочетание различных форм тестовых заданий с заданными характеристиками и определенную последовательность их предъявления.
В соответствии с целью, предметом и гипотезой были поставлены следующие задачи исследования:
На основе анализа научно-педагогической литературы и диссертационных исследований по проблемам адаптивного обучения, тестовых технологий и компетентностного подхода в образовании разработать модель и технологию проектирования адаптивных контрольно-обучающих тестов.
Разработать таксономическую модель формирования естественнонаучных компетенций студентов бакалавриата и соответствующие ей адаптивные тезаурусы с комплектом адаптивных контрольно-обучающих тестов по дисциплинам «Физика» и «Концепции современного естествознания».
Определить статистические характеристики тестовых заданий и обосновать их оптимальную композицию в адаптивных контрольно-обучающих тестах.
4. Осуществить экспериментальную проверку эффективности технологии проектирования адаптивных контрольно-обучающих тестов.
Методологической основой исследования являются положения: компе-тентностного подхода в профессиональном образовании, ориентированного на выявление и формирование естественнонаучных компетенций студентов, конкретизирующих цели естественнонаучной подготовки; идеи квалиметриче-ского подхода, обеспечивающего получение количественной оценки качества разработанных тестов и уровня подготовленности обучающихся; тезаурусный и таксономический подходы, направленные на иерархическое структурирование и аргументированный отбор учебного материала.
Теоретическая база исследования опирается на фундаментальные работы в области:
дидактики и профессиональной деятельности (СИ. Архангельский
Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, Л.И. Гурье, Л.Д. Давыдов, В.И. Загвязин-
ский, A.M. Новиков, Ю.Н. Семин и др.);
компетентностного подхода в профессиональном образовании
(В.И. Байденко, Э.Ф. Зеер, И.А Зимняя, Г.К. Селевко, Н.А. Селезнева,
А.И. Субетто, Г.С. Трофимова, В.А. Хуторской и др.);
педагогической тестологии (B.C. Аванесов, К. Ингемкамп, А.Н. Майо
ров, В.А. Михайлычев, Ю.М. Нейман, В.А. Хлебников, М.Б. Челышкова,
A. Birnbaum, G. Rasch и др.);
педагогической квалиметрии (А.С. Казаринов, А.А. Мирошниченко,
В.И. Михеев, Т.А. Снигирева, B.C. Черепанов, Ю.К. Чернова, О.Ф. Шихова и
др);
личностно-ориентированного подхода в образовании (М. К. Акимова,
А.А. Баранов, И.Б. Ворожцова, А.С. Границкая, В.В. Давыдов, З.И. Калмыко
ва, Т.В. Машарова, Е.Н. Рябинова, Е.А. Ямбург и др.);
таксономии целей образования (В.П. Беспалько, В.И. Гинецинский,
Дж. Дьюи, М.В. Кларин, В.М. Соколов, А.О. Татур, В. Bloom и др.).
Для решения поставленных задач и проверки гипотезы использовались следующие методы исследования:
общенаучные методы теоретического исследования (анализ, синтез, формализация, моделирование, классификация, обобщение, систематизация);
методы эмпирического исследования (педагогическое наблюдение, тестирование, анкетирование, интервьюирование, педагогический эксперимент);
метод групповых экспертных оценок и методы математической статистики.
Научная новизна результатов исследования состоит в следующем: 1. Предложена модель проектирования, позволяющая создавать адаптивные контрольно-обучающие тесты, уровень трудности которых соответствует уровню текущей подготовленности студентов бакалавриата, учитывающая: а) принципы и функции адаптивного тестирования; б) таксономию частно-общих и хронологических целей, сопряженных с адаптивными тезаурусами, структурой и содержанием обучающей функции адаптивных тестов; в) последователь-
ность этапов проектирования и соответствующих им методологических подходов.
2. Обоснована и содержательно наполнена таксономическая модель фор
мирования естественнонаучных компетенций студента бакалавриата в техниче
ском вузе с выделением групп базовых, методологических и креативных ком
петенций, каждая из которых представлена двумя уровнями: когнитивным и
деятелъностным.
3. Разработана технология проектирования адаптивных контрольно-
обучающих тестов, ориентированная на гибкую организацию учебного процес
са с учетом индивидуальной подготовленности студентов.
Теоретическая значимость исследования:
внесен вклад в расширение терминологического аппарата теории профессионального образования за счет уточнения содержания понятия «адаптивный контрольно-обучающий тест»;
выявлена и обоснована структура обучающей функции адаптивных контрольно-обучающих тестов, представленная оптимизационным, развивающим, коррекционным, мотивационным компонентами;
предложен и теоретически обоснован коэффициент адаптивности теста, отражающий количественно эффективность реализации его обучающей функции;
обоснована в рамках компетентностного подхода классификация адаптивных контрольно-обучающих тестов, учитывающая таксономию частнооб-щих и хронологических целей адаптивного тестирования.
Практическая значимость результатов исследования:
технология проектирования адаптивных контрольно-обучающих тестов внедрена в учебный процесс ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» и используется при организации адаптивного тестирования в ряде образовательных учреждений Удмуртской республики;
созданный автором комплект адаптивных контрольно-обучающих тестовых материалов по дисциплинам «Физика» и «Концепции современного естествознания» используется в учебном процессе ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет»;
разработанные дидактические материалы в виде учебно-методических пособий с грифом Исследовательского центра проблем качества подготовки специалистов НИТУ «МИСиС» используются в учебном процессе ряда вузов Российской Федерации;
технология проектирования адаптивных контрольно-обучающих тестов при соответствующей адаптации может использоваться в образовательных учреждениях системы начального и среднего профессионального образования, а также в общеобразовательных школах.
Экспериментальная база исследования: Исследование проводилось на экспериментальной базе филиала Исследовательского Центра проблем качества подготовки специалистов при ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет».
В эксперименте приняли участие 302 студента первого и второго курсов бакалавриата факультетов: «Информатика и вычислительная техника», «Прикладная математика», «Экономика, право и гуманитарные науки». Отдельные положения диссертационного исследования проверялись в ряде образовательных учреждений Удмуртской республики, г. Екатеринбурга.
Апробация работы и внедрение результатов исследования.
Диссертационное исследование выполнено в рамках Комплексной программы научно-исследовательских работ Уральского отделения РАО на 2006 -2010 гг. «Образование в Уральском регионе: научные основы развития и инновации» (п. 2.1.3. Проект «Организация системы мониторинга качества фундаментальной подготовки студентов в техническом вузе на основе компетентно-стного подхода»).
Основные теоретические положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на международных (Ижевск - 2005, 2008; Новосибирск - 2009), всероссийских (Ижевск - 1997; Москва - 2002 ,2005, 2006) и региональных научно-практических и научно-методических конференциях (Ижевск - 2003, 2007), научно-методических семинарах (Москва - 2006; Ижевск - 2011), а также на межвузовских аспирантских семинарах в Ижевском государственном техническом университете.
Этапы исследования. Исследование выполнялось в течение 2000 -2010 гг. и включало три основных этапа:
На первом этапе (2000 - 2003 гг.) проводился анализ научно-педагогической литературы по проблеме исследования, уточнялся его понятийный аппарат и ведущие позиции (цель, объект, предмет, гипотеза, задачи исследования), анализировались в опытно-поисковом режиме отдельные аспекты естественнонаучной подготовки студентов специалитета и бакалавриата в техническом вузе.
На втором этапе (2003 - 2006 гг.) разрабатывались: таксономическая модель формирования естественнонаучных компетенций студента бакалавриата; технология проектирования адаптивных контрольно-обучающих тестов; банк тестовых заданий различных форм и уровней сложности по дисциплинам «Концепции современного естествознания» и «Физика.
На третьем этапе (2006 - 2010 гг.) осуществлялась апробация адаптивных контрольно-обучающих тестов в учебном процессе ряда факультетов ИжГТУ, проводилась статистическая обработка экспериментальных данных, анализировались и обобщались полученные результаты, формулировались выводы.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Технология проектирования контрольно-обучающих тестов для адаптивного тестирования должна базироваться на модели, включающей в качестве основных структурных компонентов:
цели - хронологические (оперативные, среднесрочные и долгосрочные) и частно-общие (индивидуальные и коллективные), процесс достижения которых позволяет формировать индивидуальные траектории обучения студентов бакалавриата;
функции (обучающую и диагностирующую с их компонентами);
принципы (общедидактичекие и специфические);
подходы (квалиметрический, компетентностный, тезаурусный и таксономический);
технологический блок, характеризующий последовательность этапов
проектирования.
Учет данных компонентов позволяет создавать тесты, применение которых способствует оптимизации учебного процесса и реализации индивидуальных образовательных траекторий студентов бакалавриата.
Таксономическая модель формирования естественнонаучных компетенций, разработанная методом групповых экспертных оценок, включающая группы базовых, методологических и креативных компетенций с выделением в них когнитивного и деятелъностного уровней, позволяет конкретизировать цели естественнонаучной подготовки студентов бакалавриата и, тем самым, обеспечивает возможность измерения уровня их достижения средствами адаптивного тестирования.
Эффективным способом реализации обучающей и диагностирующей функций является процедура адаптивного тестирования с использованием тестов: уровень трудности которых соответствует зонам «актуального» и «ближайшего» развития студентов; сочетающих различные формы тестовых заданий с заданными характеристиками и предполагающими определенную последовательность их предъявления.
Данная процедура позволяет объективно оценить уровень сформированное естественнонаучных компетенций обучающихся, целенаправленно формировать их задаваемую структуру, что способствует повышению качества подготовки студентов бакалавриата.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена непротиворечивыми исходными методологическими позициями, комплексным подходом к оцениванию качества подготовленности обучающихся, совокупностью методов теоретического и эмпирического исследования, их адекватностью цели и задачам исследования, разносторонним качественным и количественным анализом собранного фактологического материала, многолетней апробацией идей автора в учреждениях высшего профессионального образования, которая показывает, что применение адаптивных контрольно - обучающих тестов позволяет оптимизировать учебный процесс.
Структура диссертации Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы, включающего 209 наименований, из них 17 на иностранном языке, приложений. Объем диссертационного исследования составляет 154 страницы.
Цели, функции, принципы адаптивного тестирования
Анализ научно-педагогической литературы по проблеме исследования [2, 7, 141, 166, 167, 182 и др.] позволил выявить цели, функции и принципы адаптивного тестирования. Цель образования — это конечный мысленный результат, который предполагается получить в ходе образовательной деятельности. Соответственно цель адаптивного тестирования можно рассматривать как осознанное представление результата адаптивного тестирования, который должен быть достигнут обучающимся к определенному моменту времени. Цели адаптивного тестирования можно классифицировать на общие социально-значимые и актуальные [166]. К общим социально-значимым целям адаптивного тестирования относят, например, повышение качества образования, совершенствование системы конкурсного отбора, аттестационных мероприятий и т.п. К актуальными целям адаптивного тестирования относят: повышение качества обучения путем ориентации на адаптивные методы, повышение эффективности аттестационных процессов, обеспечение условий для самостоятельной работы обучающихся, для дифференциации и индивидуализации массового образовательного процесса.
В техническом вузе в рамках адаптивного тестирования студентов бакалавриата к обозначенным выше целям следует, на наш взгляд, добавить повышение эффективности обучения при сокращенных сроках обучения по отношению к специалитету; обеспечение фундаментальности подготовки студентов бакалавриата.
Помимо этого, адаптивное тестирование как интеграция технологий педагогического сотрудничества, дифференцированного, развивающего, индивидуализированного обучения, позволяет выделить иные основания классификации целей: хронологическое (оперативные, среднесрочные и долгосрочные) и частно-общее (индивидуальные и коллективные). Такая классификация определяется длительностью и условиями их реализации.
Оперативные цели удовлетворяют принципу «здесь и сейчас». Они непосредственно определяются текущим уровнем подготовленности студента.
К среднесрочным целям обучения мы относим формирование структуры знаний и системы компетенций обучающегося в рамках изучаемой дисциплины на основе таксономического и тезаурусного подходов (см. 1.3).
Долгосрочные цели обучения реализуются по окончании студентом бакалавриата. Они ориентированы на возможность применения полученных студентом знаний и сформированных у него компетенций при дальнейшем изучении смежных дисциплин и в профессиональной деятельности.
При адаптивном тестировании цель играет системообразующую роль, поскольку от ее определения зависит выбор содержания адаптивного контрольно-обучающего теста и композиции его тестовых заданий.
В зависимости от доминирующей цели учебного процесса на первый план выходят либо адаптивное обучение, либо адаптивный тестовый контроль, и соответственно доминируют те или иные функции адаптивного тестирования [166, С. 49], к которым исследователи относят: диагностирующую, оценочную, корректирующую, прогностическую, обучающую, мотивирующую, развивающую и воспитательную [1,2, 167 и др.].
Рассмотрим данные функции применительно к процессу адаптивного тестирования студентов бакалавриата. Диагностирующая функция характеризует возможность проведения при адаптивном тестировании педагогической диагностики. Педагогическая диагностика — «особый вид деятельности, представляющий собой установление и изучение признаков, характеризующих состояние и результаты процесса обучения, позволяющий на этой основе прогнозировать, определять возможные отклонения и пути их предупреждения, а также корректировать процесс обучения» [135, С. 497]. Следовательно, исходя из данного определения, диагностирующая функция адаптивного тестирования включает такие компоненты как: корректирующий, оценочный, прогностический, контролирующий. Она предполагает выявление и оценивание всех элементов структуры компетенций студентов на каждом этапе обучения (рубежное тестирование, итоговое тестирование, входное тестирование), установление причин имеющихся в них «пробелов», прогнозирование результатов обучения и корректирование, в связи с этим, учебного процесса. Реализация диагнострую-щей функции позволяет на научной основе планировать результаты обучения, скорость и этапы формирования структуры знаний, умений и системы компетенций. Наше исследование показало, что повысить эффективность реализации данной функции возможно за счет применения современной теории моделирования и параметризации педагогических тестов.
Развивающая функция адаптивного тестирования студентов бакалавриата предполагает развитие логического мышления (абстрагирование, конкретизация, сравнение, анализ, обобщение, сопоставление и т.п.), воображения, различных видов памяти (слуховой, зрительной, логической, ассоциативной, эмоциональной и.т.п.), качеств ума (пытливость, гибкость, критичность, креативность, глубина, широта, самостоятельность и т.п.), речи (словарный запас, образность, ясность, точность выражения мысли и т.п.), познавательного интереса и познавательных потребностей, сенсорной и двигательной сфер. Реализация развивающей функции адаптивного тестирования обеспечивает развитие интеллекта студента бакалавриата, создает условия для постоянного самообразования, оптимальной организации интеллектуальной деятельности, осознанного профессионального образования, творчества.
Отметим, что впервые к вопросу о поиске педагогических условий, в которых возможно формирование творческой личности, обратился И.Г. Пес-талоцци [129]. Он понимал обучение как творчество самого обучающегося, приобретение знаний на основе самостоятельности и саморазвития. Существенная черта образования - это развитие всех природных сил и способностей человека. Преподаватель, работая со студентом бакалавриата, адаптирует его для общества, не подчиняя последнему, а механизм развития свободной, социально-адаптированной личности реализуется через различные виды деятельности обучающегося в зонах его «актуального» и «ближайшего» развития.
Воспитательная функция адаптивного тестирования направлена на формирование моральных, нравственных способностей студента за счет использования его потенциальных возможностей. Очевидно, что развивающая и воспитательная функции адаптивного тестирования тесно связаны с обучающей.
Подходы к проектированию тестов для адаптивного тестирования
Проведенное исследование показало, что реализация целей, принципов и функций адаптивного тестирования возможна на базе полиподходности. Причем доминирование определенного подхода определяется целью, задачами конкретного этапа проектирования и возможными способами их реализации.
Анализ научно - педагогической литературы показал [17, 19, 20, 31, 150, и др.], что в плане нашего исследования наиболее перспективны компе-тентностный, тезаурусный, квалиметрический и таксономический подходы.
Компетентностный подход рассматривается как инструмент усиления социального диалога высшей школы с миром труда, средство углубления их сотрудничества и восстановления в новых условиях взаимного доверия. Он представляет собой совокупность общих принципов определения целей образования, отбора его содержания, организации образовательного процесса и оценки образовательных результатов.
Различные аспекты компетентностного подхода в области высшего профессионального образования отражены в работах В.И. Байденко, Л.И. Гурье, Л.Д. Давыдова, И.А. Зимней, Э.Ф. Зеера, Н.А. Селезневой, А.И. Субетто, Ю.Г. Татура, Г.С. Трофимовой, В.Д. Шадрикова и других исследователей [17, 19, 20, 23, 24, 44, 45, 55, 59, 61, 62, 82, 83, 84, 93, 102, 120, 121, 126, 153, 154, 159, 164, 175, 177 и др.].
Авторы рассматривают компетентность как качество человека, завершившего образование определенной ступени, которое выражается в готовности к успешной деятельности с учетом ее социальной значимости и, связанных с ней, социальных рисков [43, 61 и др.]. Как интегративное качество, компетентность может быть представлена в виде системы компетенций, которые трактуются как способность применять знания, умения, навыки и личностные качества для успешной деятельности в определенной области [18]. По оценкам специалистов, компетентностный подход в высшем профессиональном образовании будет способствовать реализации целей-функций бакалавриата [ 102]: сокращению общего времени на подготовку - социально-защитная функция; борьбе с отсевом студентов - функция повышения образовательной эффективности и социальной справедливости; . обеспечению большей гибкости образовательных программ - функция диверсификации; расширению внутригосударственной национальной и международной мобильности выпускников вузов - функция социально-экономической интеграции и межкультурной коммуникации; усилению взаимодействия образования и трудовой деятельности — функция реализации образования в течение всей жизни. Согласно федеральным государственным образовательным стандартам (ФГОС) естественнонаучные компетенции студентов бакалавриатав техническом вузе входят в структуру общекультурных компетенций. Они трактуются как готовность: использования основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности; выявления естественнонаучной сущности проблем, возникших в ходе профессиональной деятельности.
В нашем понимании компетентностный подход в области естественнонаучного образования в техническом вузе выдвигает на первое место не только информированность студента, но и его умения решать проблемы, выходящие за пределы полученных конкретных знаний. Для этого необходима фундаментальная подготовка, связанная с пониманием научных основ, главных идей и направлений изучаемых естественнонаучных дисциплин, общих принципов действия технических устройств и протекания технологических процессов.
В контексте исследуемой темы обучающим (формирующим) и контрольно-измерительным инструментом может быть адаптивный контрольно-обучающий тест. Опираясь на трактовку понятия «компетенция», данную в проектах ФГОС, базовые естественнонаучные компетенции можно определить, как способности студента бакалавриата применять знания, умения и личностные качества для успешной учебно-познавательной деятельности в области освоения дисциплин естественнонаучного цикла. Они формируются на младших и средних ступенях обучения в техническом вузе и становятся основой для формирования профессиональных компетенций выпускников бакалавриата.
К базовым естественнонаучным компетенциям исследователи относят: наличие представлений о наиболее актуальных направлениях исследований в современной теоретической и экспериментальной науке (основы теории измерений в естествознании); свободное владение терминологией соответствующей науки; понимание философских концепций естествознания, роли естественных наук в выработке научного и профессионального мировоззрения; знание основных этапов и закономерностей развития науки в избранной области и т.п.
Однако диагностика компетенций, как результатов обучения, требует их детализации (разложения). Детализация завершается после получения элементарных компетенций, дальнейшее разложение которых приводит к потере смысла результата обучения [43] Совокупность элементарных компетенций можно представить в виде тезауруса, диагностично задающего ком-петентностно-ориентированные цели обучения.
В педагогике понятие тезаурус (от греч. thesaurus — сокровищница) появилось в информационно-семантической модели, предложенной Л.Т. Турбовичем, где обучение рассматривается как расширение тезауруса обучающегося при включении в него новой информации [160].
В образовательной практике используются различные виды тезаурусов. Так, информационно-поисковый тезаурус - словарь, отображающий семантические отношения между лексическими единицами дескрипторного информационно-поискового языка предназначен для поиска слов по их смысловому содержанию [160].
Таксономическая модель формирования естественнонаучных компетенций студента
Большинство систем высшего профессионального образования предусматривает в качестве одного из основных компонентов подготовки бакалавров технического вуза цикл фундаментальных математических и естественнонаучных дисциплин (ЕН). Его объем составляет порядка 30 + 34% от общего объема всех составляющих образовательной программы.
В соответствии с исследованиями А.И. Субетто [152, 153], естественнонаучные или природоведческие компетенции включают в себя «компетенции-знания» в области физики, химии, биологии, экологии, географии, геологии. Проведенный анализ раздела государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования «Концепции современного естествознания» для различных направлений подготовки бакалавров показал, что данный перечень следует дополнить компетенциями в области антропологии и космологии. «Компетенция-знание», по мнению А.И. Субетто, выражается знаниями, но при этом с большим акцентом на поле «знание как», чем на поле «знание что». Причем первый тип знаний должен предшествовать второму. Естественнонаучные или природоведческие компетенции являются частью иерархической структуры универсальных или общекультурных компетенций.
Анализ научно-педагогической литературы позволил определить концептуальную основу предлагаемой таксономической модели формирования естественнонаучных компетенций студентов бакалавриата технического вуза, которую представляет система принципов: акмеологической ориентации на высшие достижения и наиболее результативные способы деятельности занятых в данной сфере людей; задания студентам ориентировочной основы выполнения будущей профессиональной деятельности на уровне базовых естественнонаучных компетенций для каждого уровня (ступени) образования; единства обучения дисциплинам естественнонаучного цикла и саморазвития студента как условия становления его профессиональной индивидуальности. Проведенное исследование показало, что данную систему необходимо дополнить принципами: технологического обеспечения процесса формирования заданного уровня компетенций в соответствии со стандартами данного уровня образования; соотношения таксономической модели естественнонаучных компетенций и государственного образовательного стандарта.
Конкретизировать естественнонаучные знания и умения, их объем в содержании подготовки бакалавра выбранного профиля позволяют понятия «результат обучения», «компетенция» и их взаимосвязь.
Под результатом обучения будем понимать ожидаемые и измеряемые конкретные достижения студентов, выраженные на языке знаний, умений, навыков, способностей, компетенций, которые описывают, что должен будет в состоянии делать студент по завершении всей или части образовательной программы [43].
Компетенции используются для планирования результата обучения. Они отражают представление о том, каким образом и в каком порядке надлежит формировать определенные уровни результата обучения. Различают сложные (системные) и единичные (элементарные) компетенции.
Каждая единичная естественнонаучная компетенция рассматривается как результат обучения, выявляется путем детализации сложной компетенции и формируется, осваивается частями или «порциями». Поэтому компетентность обучающегося меняется дискретно, скачками — от одного состояния компетентности к другому. Следовательно, у каждой естественнонаучной компетенции могут быть сравнимые (сопоставимые) состояния компетентности. Общие требования к состояниям компетентности для различных компетенций и результатов обучения описываются дескрипторами уровней компетентности. Они формализуют процесс разработки содержания естественнонаучных компетенций для сопоставимых состояний компетентности, а также процесс их выявления для конкретной образовательной траектории студента бакалавриата.
Примерами единичных естественнонаучных компетенций студентов в техническом вузе могут быть следующие: «умение рассчитать величину сопротивления шунта», «способность анализировать результаты экспериментальных данных, полученных при выполнении лабораторной работы» и т.п. Формулировка любой предметной компетенции должна выражать направленность на получение некоторого результата обучения, связанного с изучением данного предмета, с приобретением интеллектуальных и практических навыков применения полученных знаний и умений.
В связи с этим представляется важным следующее определение компетенции. Компетенция — это идентификатор результата обучения, характеризующий ту или иную учебно-познавательную деятельность студента бакалавриата, изучение и освоение которой должно быть направлено на формирование у него интеллектуальных и практических навыков по применению полученных знаний и умений.
Таксономическая модель формирования естественнонаучных компетенций студентов бакалавриата в техническом вузе (на примере раздела физики «Электромагнетизм»), разработанная на основе классификатора видов знаний, предложенного В.А. Аванесовым, представлена в табл. 6, и предусматривает формирование трех групп компетенций: базовых, методологических, креативных.
Базовые естественнонаучные компетенции объединяют минимальные универсальные знания, умения, способности, которые должны быть сформированы у всех студентов бакалавриата по данной дисциплине, они необходимы для дальнейшего продолжения обучения.
Методологические естественнонаучные компетенции трактуются нами как совокупность обобщенных знаний, умений, способностей, обеспечивающих владение способами, принципами, методами организации теоретической и практической деятельности в рамках дисциплин естественнонаучного цикла на уровне, достаточном для формирования профессиональных компетенций.
Креативные компетенции (креативность от англ. create — создавать, англ. creative - созидательный, творческий) предполагают наличие творческих способностей студента, характеризуются готовностью к созданию принципиально новых идей, отклоняющихся от традиционных или принятых схем мышления, способностью решения проблемы оригинальным способом, комбинирования различных алгоритмов и т.п.
Классификация и композиция адаптивных контрольно - обучающих тестов
Исследование показало, что в основу классификации адаптивных контрольно-обучающих тестов можно положить следующие основания: уровень сформированности естественнонаучных компетенций студента; определенный доминирующий компонент обучающей функции теста. Контролируемые и формируемые группы естественнонаучных компетенций являются инвариантным основанием классификации. Они обеспечивает жесткую связь содержания теста с ГОС дисциплины и иерархией естественнонаучных компетенций. Доминирующий компонент обучающей функции адаптивного теста является вариативным основанием классификации, которое позволяет создавать оптимальные для реализации цели адаптивного тестирования индивидуальные траектории обучения студентов, соответствующие их текущему уровню подготовки.
Рассмотрим различные виды адаптивных контрольно-обучающих тестов, классифицированных в соответствии с указанными выше способами.
Как уже отмечалось, реализация обучающей функции адаптивного контрольно-обучающего теста предполагает достижение определенных хронологических целей обучения: долгосрочных, среднесрочных и оператив ных. Следовательно, в зависимости от поставленной цели можно классифицировать и тесты, способствующие созданию педагогической среды для ее оптимальной реализации.
Долгосрочные цели, сформулированные для всего периода обучения студента бакалавриата, определяются социальным заказом, ГОС направления подготовки, учебным планом, моделью выпускника вуза (бакалавра). В контексте данного исследования долгосрочные цели обучения реализуются в течение всего периода обучения. Поэтому адаптивный контрольно-обучающий тест, реализующий долгосрочные цели обучения, должен иметь интегративный характер и быть междисциплинарным. Содержание теста должно отражать особенности направления подготовки бакалавров.
Среднесрочная цель адаптивного тестирования направлена на формирование такого уровня подготовленности студента бакалавриата, который полностью соответствует тезаурусу изучаемой дисциплины, характеризуется сформированностью высших уровней иерархии системы компетенций, созданием основы для успешного изучения специальных дисциплин определенного профиля (при адаптивном обучении базовым дисциплинам). Как показывает опыт, применение исключительно тестовых методов обучения и контроля для оптимальной реализации долгосрочных и среднесрочных целей образования недостаточно. Здесь необходим комплексный подход.
Оперативные цели тестирования формулируются в соответствии с текущим уровнем подготовки обучающегося, который может быть низким (ниже базового), базовым когнитивным (БК), базовым деятальностным (БД), т.д. (см. табл. 5). Определенный уровень подготовки студента предполагает формирование и диагностику соответствующих ему уровней иерархии в системе компетенций (исключение - низкий) выбранной модели. В контексте рассматриваемой темы данная цель может быть достигнута средствами адаптивного контрольно-обучающего теста.
Так, например, если уровень естественнонаучной подготовки студента является низким, то оперативная цель адаптивного тестирования в этом случае - формирование у студента базового уровня. Данный уровень подготовки может быть сформирован средствами адаптивных контрольно-обучающих тестов 1-го и 2-го уровней (когнитивных (БК 1) и деятельностных (БД 2)). Базовые естественнонаучные компетенции должны быть сформированы у любого студента, прошедшего курс обучения по данной дисциплине. Однако, завершенность формирования данных компетенций является условием обязательным, но не достаточным. Поэтому при сформированности базовых компетенций оперативная цель адаптивного тестирования изменяется, и требует формирования методологической группы естественнонаучных компетенций (ячейка 2 на рис. 11). Для этого используют тесты 3-ого и 4-ого уровней.
Следующая оперативная цель адаптивного тестирования - формирование креативного уровня подготовки обучающегося (ячейка 3 на рис. 11), для чего используют когнитивные и деятельностные адаптивные тесты 5-го и 6-го уровней. Примеры разноуровневых тестов приведены в Приложении 7. Среднесрочная цель адаптивного тестирования считается достигнутой, если естественнонаучные компетенции студента бакалавриата сформированы в полном объеме. Достижение долгосрочных целей тестирования оценивается по итоговой аттестации. Классификация адаптивных контрольно-обучающих тестов по изложенным выше основаниям представлена в табл. 8. В зависимости от реализации доминирующего компонента обучающей функции, контрольно-обучающие адаптивные тесты могут быть корректирующими и развивающими. Корректирующий тест предлагается для работы студенту после завершения им самостоятельного изучения или после изложения преподавателем новой темы, раздела, учебного модуля и т.п. Работая с данным тестом, обучающийся должен «восполнить пробелы» в собственной иерархически упорядоченной структуре естественнонаучных компетенций Развивающий адаптивный обучающий тест — это средство активного педагогического воздействия, нацеленное на формирование новых иерархических групп в системе компетенций студента. Уровень трудности данного теста должен соответствовать зоне его «ближайшего» развития. Классификация адаптивных контрольно-обучающих тестов позволяет их систематизировать по разнообразным признакам и, тем самым, создает благоприятные условия для оптимальной реализации тестов.
Адаптивное тестирование можно рассматривать как элемент учебной деятельности, и, следовательно, как процесс решения учебных задач Составление оптимальной композиции этих задач - тестовых заданий и по содержанию, и по форме является стержнем проектирования процесса адаптивного тестирования студентов бакалавриата в техническом вузе. Его конструирование можно интерпретировать в трех аспектах: как основную линию развертывания процесса обучения по курсу в целом, как логику процесса обучения, ограниченную определенной темой, и как логику учебного процесса в масштабе единицы усвоения [37]. Данные аспекты необходимо учитывать при создании композиций тестовых заданий для адаптивного тестирования.
