Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблема оценки учебных достижений по физике: методология исследования и анализ состояния
1.1. Методическая система оценки учебных достижений: структура и подходы к проектированию
1.2. Использование тестовых технологий для оценки учебных достижений по физике .
1.3. Итоговая аттестация учащихся по физике в советской и российской школе
1.4. Использование опыта международных сравнительных исследований TIMSS и PISA для совершенствования оценки учебных достижений по физике
Выводы по главе 1
Глава 2. Концептуальные основы методической системы оценки учебных достижений по физике в условиях введения ФГОС
2.1. Анализ требований ФГОС к предметным и метапредметным результатам обучения физике
2.2. Концепция методической системы оценки учебных достижений учащихся по физике в условиях введения ФГОС
2.3. Модели измерительных материалов для итоговой оценки учебных достижений в соответствии с требованиями ФГОС .
2.4. Модели измерительных материалов для оценки метапредмет-ных результатов обучения физике
2.5. Совершенствование контрольно-оценочной деятельности учителя физики в условиях введения ФГОС
Выводы по главе 2
Глава 3. Конструирование заданий для оценки предметных и метапредметных результатов обучения физике
3.1. Особенности конструирования заданий по физике для оценки планируемых результатов
3.2. Построение критериев оценивания заданий с развернутым ответом
3.3. Особенности заданий для оценки познавательных универсальных учебных действий
3.4. Конструирование моделей заданий по физике в компьютерной форме
Выводы по главе 3
Глава 4. Опытно-экспериментальная проверка основных положений концепции методической системы оценки учебных достижений по физике
4.1 Организация опытно-экспериментальной работы и методы оценки качества заданий и измерительных материалов
4.2 Основные результаты использования контрольных измерительных материалов для государственной итоговой аттестации по физике
4.3 Основные результаты использования измерительных материалов для региональной системы оценки учебных достижений по физике...
4.4 Апробация измерительных материалов для оценки метапредмет-ных результатов обучения: межпредметные понятия и познавательные универсальные учебные действия
4.5 Апробация компьютерных моделей заданий по физике
4.6 Апробация программы курсов повышения квалификации для учителей физики по проблемам оценки учебных достижений
Выводы по главе 4
Заключение
Список использованной литературы
Приложения
- Использование тестовых технологий для оценки учебных достижений по физике
- Концепция методической системы оценки учебных достижений учащихся по физике в условиях введения ФГОС
- Построение критериев оценивания заданий с развернутым ответом
- Основные результаты использования контрольных измерительных материалов для государственной итоговой аттестации по физике
Введение к работе
Актуальность исследования. Закон «Об образовании в РФ» существенно расширяет спектр процедур оценки образовательных достижений, которые включают государственную итоговую аттестацию выпускников основной и средней школы, проводимую по единым измерительным материалам, мониторинговые исследования федерального, регионального и муниципального уровней, независимую оценку качества образования (включая международные сравнительные исследования) и внутреннюю систему оценки качества образования образовательной организации. С расширением спектра внешних оценочных процедур и, как следствие, увеличением числа организаций, занимающихся разработкой инструментария для оценки учебных достижений, возникает проблема обеспечения преемственности процедур внешней оценки (муниципального, регионального и федерального уровней) и оценки внутри образовательной организации. Одним из путей взаимодействия внешней и внутренней оценки может стать использование единых показателей качества учебной подготовки учащихся и требований к конструированию инструментария по физике.
Введение федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС), базирующегося на системно-деятельностном подходе, требует внесения соответствующих изменений в оценку учебных достижений. Знаниевый подход, при котором основным критерием качества является освоение обучающимся системы предметных знаний, должен уступить место деятельностному подходу, при котором во главу угла ставится овладение учащимися различными видами деятельности. Следовательно, назрела необходимость разработки теоретических основ оценки учебных достижений по физике, базирующейся на деятельностной основе.
ФГОС определяет систему требований к результатам обучения, в которые включены не только предметные, но и метапредметные результаты освоения образовательной программы. Следовательно, наряду с инструментарием, обеспечивающим оценку предметных результатов, необходимо разработать и концептуальные подходы к оценке метапредметных результатов обучения физике.
Переход к оценке учебных достижений в соответствии с требованиями ФГОС приводит к необходимости отбора учителем физики качественных материалов для использования в рамках текущей и тематической оценки учебных достижений, а также внутреннего мониторинга учебных достижений в образовательных организациях. Следовательно, целесообразно говорить о необходимости повышения квалификации учителей физики в области современных средств оценки учебных достижений.
Анализируя проблему оценки учебных достижений, следует отметить, что эта проблема рассматривалась исследователями с самых разных сторон. Большая группа работ в дидактике и методике обучения физике посвящена исследованию функций проверки и оценки знаний в учебном процессе, методам учета знаний в традиционной системе обучения (И.Я. Лернер, Е.И. Перовский, М.Н. Скаткин, С.Е. Каменецкий, Н.С. Пурышева, В.Г. Разумовский, Н.А. Родина, Э.Е. Эвенчик и др.). Другие направления связаны с изучением воспита-3
тельных функций оценки, изучением влияния оценки на формирование самооценки учащихся (Б.Г. Ананьев, Л.И. Божович, А.Б. Воронцов и др.), использованием различных методов и форм проверки в контрольно-оценочной деятельности учителя (В.П. Беспалько, Ю.И. Дик, А.Е. Марон, В.П. Шаталов, О.В. Оноприенко, П.М. Эрдниева и др.), применением тестовых технологий для оценки учебных достижений по физике (П. Карпиньчик, В.А. Орлов, Н.С Пурышева, И.И. Нурминский, Г.Г. Никифоров, Н.Е. Важеевская и др.).
Анализ нормативных документов, литературы и научно-методических исследований по проблемам оценки учебных достижений по физике, а также содержания оценочных процедур по предмету на федеральном и региональном уровнях позволил выявить ряд противоречий, обусловленных несоответствием:
между требованиями нормативных документов и образовательной практики к использованию широкого спектра процедур оценки учебных достижений по физике (государственная итоговая аттестация, мониторинговые исследования в системе образования, процедуры независимой оценки качества образования и т.п.) и неразработанностью теоретических положений, обеспечивающих единство подходов к оценке качества учебной подготовки по физике;
между необходимостью создания инструментария для оценки выполнения требований ФГОС, базирующегося на системно-деятельностном подходе, и существующими подходами к конструированию измерительных материалов, приоритетом которых является обеспечение валидности по контролируемым элементам содержания;
между требованиями ФГОС к оценке метапредметных результатов обучения и отсутствием теоретических подходов и методик, обеспечивающих оценку метапредметных результатов обучения в преподавании физики;
между необходимостью совершенствования контрольно-оценочной деятельности учителя физики в условиях введения ФГОС и недостаточной подготовкой учителей физики в области педагогических измерений.
Указанные противоречия определяют актуальность научной проблемы исследования, которая заключается в поиске ответа на вопрос: каковы теоретико-методологические и научно-методические основы методической системы оценки учебных достижений учащихся по физике в условиях введения федерального государственного образовательного стандарта основного и среднего общего образования.
Объект исследования - оценка учебных достижений учащихся по физике на ступенях основного и среднего общего образования.
Предмет исследования - методическая система оценки учебных достижений учащихся по физике в условиях введения ФГОС основного и среднего общего образования.
Цель исследования - обоснование и разработка концепции методической системы оценки учебных достижений по физике, соответствующей требованиям федерального государственного образовательного стандарта основного и среднего общего образования.
Гипотеза исследования. Методическая система оценки учебных достижений по физике будет соответствовать требованиям ФГОС основного и среднего общего образования и обеспечивать получение объективной и надежной информации о качестве учебной подготовки по физике, если:
за счет изменения содержания оценки будет обеспечена валидность инструментария по отношению к планируемым результатам обучения физике;
расширение спектра содержательных характеристик заданий по физике будет обеспечивать полноту получаемой информации о проверяемых планируемых результатах (умениях) и уровне их освоения;
комплекс измерительных материалов для оценки учебных достижений по физике будет обеспечивать оценку достижения как предметных, так и мета-предметных результатов обучения физике;
взаимодействие внешней оценки результатов обучения физике (государственная итоговая аттестация, независимая оценка муниципального, регионального и федерального уровней) и внутренней оценки образовательной организации будет обеспечено посредством использования показателей качества учебной подготовки по физике и требований к разработке измерительных материалов;
качество заданий и измерительных материалов по физике будет удовлетворять требованиям к статистическим характеристикам тестовых заданий и педагогических тестов.
В соответствии с целью и гипотезой исследования были поставлены следующие задачи исследования:
-
Выявить состояние проблемы оценки учебных достижений по физике в теории и практике существующих оценочных процедур на федеральном и региональном уровнях, в сравнительных международных исследованиях качества естественнонаучного образования.
-
Разработать концепцию методической системы оценки учебных достижений по физике, отвечающую требованиям ФГОС основного и среднего общего образования.
-
Создать модели измерительных материалов для оценки предметных и мета-предметных результатов обучения, соответствующие концепции оценки учебных достижений по физике.
-
Разработать измерительные материалы для оценки предметных и метапред-метных результатов обучения физике.
-
Разработать методику конструирования различных моделей заданий по физике, обеспечивающих оценку планируемых результатов обучения и отвечающих требованиям качества тестовых заданий.
-
Осуществить экспериментальную проверку гипотезы исследования.
Методологической и теоретической основой исследования являются исследования по проблемам:
- содержания основного и среднего общего образования (В.В. Краевский,
В.С. Леднев, И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин);
системно-деятельностного подхода (Л. С. Выготский, А. Н. Леонтьев, Д. Б. Эльконин, П. Я. Гальперин, Л. В. Занков, В. В. Давыдов, А. Г. Асмо-лов, В.В. Рубцов);
стандартов школьного образования (Б.П. Беспалько, Э.Д. Днепров, В.В. Фирсов, М.Б. Челышкова и др.);
проектирования образовательных систем (А.М. Новиков, Н.К. Зотова, СМ. Маркова, Т.И. Шамова);
оценки качества образования (А.Е. Бахмутский, В.А. Болотов, И.А. Вальд-ман, Н.Ф Ефремова, В.А. Кальней, Г.С Ковалева, А.Н. Майоров, А.О. Татур, В.А. Хлебников и др.);
педагогической диагностики, критериев качества знаний обучающихся (В.П. Беспалько, К. Ингекамп, Е.И. Перовский, И.Я. Лернер, В.М. Полонский, А.Б. Воронцов и др.);
содержания учебной деятельности при изучении физики (А.В. Усова, Е.В. Оспенникова, СВ. Анофрикова, Л.А. Прояненкова и др.);
программированного обучения (Б. Скиннер, П. Я. Гальперин, Э.Д. Корж, Д.И. Пеннер, А.Е. Гуревич, Н.С. Пурышева и др.)
применения тестовых технологий в общем образовании (А.Н. Майоров, В.С. Аванесов, Е.А. Михайлычев, В.Ю. Переверзев и др.) и в преподавании физики (П. Карпиньчик, Р.Ф. Кривошапова, А.Г. Наговицын, А.М. Валов Л.Н. Терновая и др.);
проверки знаний и умений учащихся по физике (Ю.И. Дик, Г.Г. Никифоров, И.И. Нурминский, В.А. Орлов, Н.С Пурышева, Н.А. Родина, В.Г. Разумовский, Г.Н. Степанова, Э.Е. Эвенчик и др.).
Методы исследования:
- теоретические - теоретический анализ нормативных документов в сфере
образовательной политики и литературы по проблеме исследования (срав
нительно-сопоставительный, системный, логический, обобщение опыта),
моделирование инструментария для оценочных процедур, методы проекти
рования педагогических систем;
- методы педагогических измерений валидизация инструментария, индиви
дуальные экспертные оценки, тестирование, анализ экспертных оценок и
данных статистической обработки результатов оценочных процедур.
Экспериментальной базой настоящего исследования являлись Федераль
ный институт педагогических измерений, Московский центр качества образо
вания и кафедра физики Московского института открытого образования.
Апробация и внедрение результатов исследования
Теоретические положения, материалы и результаты исследования докладывались и обсуждались на международной конференции «Национальные экзамены в системе оценки качества образования» (Москва, 2005), III международной конференции «Оценка качества образовательных достижений в системе общего образования» (Москва, 2006), конференции «Проблемы оценки учебных достижений в области естественнонаучного образования» (Москва, 2010), XI Международной научно-методической конференции «Современный физиче-
ский практикум» (Минск, 2010), конференции «Роль инновационных университетов в реализации Национальной образовательной инициативы «Наша новая школа» (Нижний Новгород, 2011), VIII международной научно-практической конференции «Тенденции развития образования: проблемы управления и оценки качества образования» (Москва, 2011), Съезде учителей физики (Москва, 2011), конференции ФИПИ «Роль экспертного сообщества в формировании общероссийской системы оценки качества образования и вопросы совершенствования контрольных измерительных материалов ЕГЭ и ГИА для выпускников IX классов» (Москва, 2012), международной конференции «Российское образование в зеркале международных сравнительных исследований» (Москва, 2013).
Основные результаты исследования используются в системе региональной независимой диагностики предметных и метапредметных результатов обучения в городе Москве, при создании контрольных измерительных материалов для государственной итоговой аттестации по физике выпускников основного и среднего общего образования.
Научная новизна результатов исследования
-
Разработана концепция методической системы оценки учебных достижений учащихся по физике в условиях введения ФГОС. В основание концепции включены цель и факторы, обуславливающие ее разработку, в теоретическую часть концепции – ведущие принципы, основные концептуальные положения, показатели качества учебной подготовки по физике и модель методической системы оценки учебных достижений по физике. Блок практических приложений концепции содержит структуры модели заданий и измерительных материалов, критерии достижения показателей качества учебной подготовки по физике, требования к перечню содержательных характеристик заданий, методику конструированию заданий, модели измерительных материалов.
-
Определен спектр содержательных характеристик заданий по физике, обеспечивающий полноту получаемой информации в соответствии с требованиями ФГОС, и предложено для создания банков заданий с заданными содержательными характеристиками конструировать модели заданий на основе структуры модели задания.
-
Разработана процедура операционализации планируемых результатов обучения физике с учетом структуры соответствующей деятельности, дифференциации планируемых результатов и элементов содержания, а также с учетом преемственности по ступеням обучения.
-
В блоке метапредметных результатов обучения выделены межпредметные понятия и группы познавательных универсальных учебных действий (УУД), достижение которых целесообразно оценивать в процессе обучения физике с использованием письменных измерительных материалов. Проведена операционализация выделенных групп познавательных УУД, лежащая в основе создания кодификатора для их оценки. Определены требования к конструированию измерительных материалов для оценки познавательных УУД, отражающих динамику их формирования.
-
Разработаны модели измерительных материалов для оценки предметных
результатов по физике (для государственной итоговой аттестации и для промежуточной аттестации) и для оценки метапредметных результатов обучения (диагностики межпредметных понятий на материале предметов естественнонаучного цикла, мониторинга познавательных УУД на материале физики и диагностики познавательных УУД в рамках предметов естественнонаучного цикла), обеспечивающие валидность по проверяемому спектру планируемых результатов и позволяющие получать объективную и надежную информацию о качестве индивидуальной учебной подготовки обучающихся и качестве учебной подготовки групп обучающихся.
Теоретическая значимость результатов исследования заключается в том, что они вносят вклад в развитие теории и методики обучения физике за счет:
уточнения понятий «качество учебной подготовки по физике» и «оценка учебных достижений по физике»;
введения показателей качества учебной подготовки по физике (достижение минимальных требований ФГОС к результатам обучения, уровни достижения результатов обучения и динамика достижения результатов обучения) для индивидуальной предметной подготовки и для подготовки группы обучающихся, а также критериев достижения показателей;
расширения спектра содержательных характеристик заданий для оценки учебных достижений, в том числе введения характеристики для описания уровня достижения планируемого результата и введения интерпретации уровней сложности заданий, что обеспечивает полноту получаемой информации в соответствии с требованиями ФГОС;
введения структуры модели задания и структуры модели измерительных материалов, описывающей состав и взаимодействие всех этапов создания измерительных материалов, которые дают возможность создавать сбалансированные банки заданий и измерительных материалов по физике;
разработки требований к конструированию заданий по оценке познавательных универсальных учебных действий, к конструированию заданий различных форм на материале физики, что дает возможность создавать банки заданий по физике, соответствующих требованиям ФГОС;
введения классификация заданий по физике, предъявляемых обучающимся при помощи компьютера, с учетом использования различных форм представления информации и различных форм фиксации ответов. Практическая значимость результатов исследования заключается в том,
что разработаны и апробированы:
Методика использования набора содержательных характеристик заданий по физике (включающего проверяемый планируемый результат, уровень достижения планируемого результата, элемент содержания, уровень сложности, способ представления информации в задании).
Методика формирования банков заданий по физике на основе разработки моделей заданий с последующим созданием групп фасетных и подобных заданий.
Методика создания обобщенных схем оценивания заданий с развернутым ответом и методических материалов по оцениванию заданий с развернутым ответом для обучения экспертов.
Модели заданий для оценки предметных планируемых результатов по физике; для проверки читательских умений, умений по работе с графической информацией, методологических и общелогических умений и модели заданий, предъявляемые учащимся при помощи компьютера, которые ориентированы на проверку планируемых результатов по физике.
Инструментарий (включающий спецификации, кодификаторы и измерительные материалы) для диагностики овладения межпредметными понятиями и познавательными универсальными учебными действиями.
Методика анализа результатов процедур оценки предметных и метапред-метных результатов обучения физике.
Учебная программа и дидактические материалы курсов повышения квалификации для учителей физики по проблемам оценки учебных достижений.
Разработанные методики и инструментарий могут использоваться учителями физики для организации оценки учебных достижений по физике, а также специалистами в области оценки качества образования для оценки учебных достижений по физике.
На защиту выносятся следующие положения:
-
В условиях введения ФГОС основного и среднего общего образования методическая система оценки учебных достижений по физике детерминируется следующими факторами: необходимость реализации системно-деятельностного подхода, усиление роли внешней оценки, расширение инструментария оценки и усиление роли педагогических измерений для разработки качественного инструментария.
-
Разработанная концепция методической системы оценки учебных достижений по физике реализует деятельностный, уровневый и комплексный подходы, обеспечивает взаимодействие внутренней и внешней оценки учебных достижений и повышение объективности контрольно-оценочной деятельности учителя физики.
3. Валидность оценки по спектру проверяемых планируемых результатов и оценка динамики их достижения обеспечиваются за счет изменения содержания оценки, благодаря чему реализуется деятельностный подход. Оценка динамики достижения предметных планируемых результатов базируется на процедуре операционализации итоговых и промежуточных планируемых результатов с различной степенью детализации. Оценка динамики формирования познавательных УУД обеспечивается использованием моделей заданий, характеризующихся увеличением числа операций и усложнением объектов, а также изменением доли заданий, относящихся к разным группам по уровням овладения умениями.
Дифференциация планируемых результатов обучения, дифференциация проверяемых элементов содержания и использование заданий трех уровней сложности реализует уровневый подход к оценке учебных достижений по физике. Посредством оценки как предметных, так и метапредметных результатов
обучения реализуется комплексный подход. Приоритетным средством оценки познавательных УУД могут выступать письменные измерительные материалы, а оценки коммуникативных и регулятивных УУД – процедуры наблюдения за деятельностью обучающихся.
Взаимодействие внутренней и внешней оценки учебных достижений обеспечивается за счет использования показателей качества учебной подготовки по физике и требований к конструированию инструментария. Критерии достижения показателей качества индивидуальной предметной подготовки и подготовки группы обучающихся – достижение минимальных требований ФГОС к результатам обучения, уровни достижения и динамика достижения результатов обучения – определяются исходя из результатов выполнения заданий соответствующего уровня сложности по отношению к заданному блоку планируемых результатов и элементов содержания.
Повышение объективности контрольно-оценочной деятельности учителя физики может быть достигнуто путем создания единого банка заданий и измерительных материалов по физике, в котором посредством сетевого взаимодействия накапливаются статистические характеристики заданий и измерительных материалов.
4. В условиях введения ФГОС для обеспечения валидности инструмента
рия и полноты получаемой информации целесообразно использовать следую
щие содержательные характеристики заданий по физике: проверяемый плани
руемый результат (или умение), контролируемый элемент содержания, уровень
сложности, уровень достижения планируемого результата и способ представле
ния информации. Уровни сложности заданий определяются исходя из сочета
ния трех элементов: группы, к которой относится проверяемый планируемый
результат, значимости контролируемого содержательного элемента и ожидае
мого результата выполнения задания. Для характеристики уровня достижения
планируемого результата предложены три группы: воссоздание способа дея
тельности, применение способа деятельности и преобразование способа дея
тельности.
5. Сбалансированность банков качественных заданий по физике обеспе
чивается соблюдением ряда условий: а) разработка моделей заданий с задан
ными содержательными характеристиками осуществляется на основе структу
ры модели задания; б) для оценки предметных планируемых результатов прио
ритетными являются задания практико-ориентированного характера; в) для
оценки познавательных универсальных учебных действий (читательских уме
ний, умений по работе с графической информацией, методологических и обще
логических умений) разрабатываются группы заданий, связанные единым кон
текстом, или комплексные задания, в которых результаты выполнения каждого
задания в группе (или части одного задания) позволяют оценить отдельные со
ставляющие проверяемой деятельности; г) для заданий с развернутым ответом
по физике применяются обобщенные схемы оценивания, которые формируются
на основании описания полного верного ответа для каждого типа заданий, а
разнообразие заданий внутри данного типа учитывается введением дополни
тельных условий в описание полного верного ответа и дополнительных крите-
10
риев оценивания; д) модели заданий, предъявляемые обучающимся при помощи компьютера (с использованием видеофрагментов, интерактивных моделей и программно-измерительного комплекса), позволяют оценить те умения, которые невозможно проверить при помощи «бумажных» заданий.
6. Основой для разработки измерительных материалов для оценки учебных достижений по физике являются модели измерительных материалов, включающие целевой блок, содержательный блок и блок интерпретации результатов. Модели измерительных материалов для оценки предметных и мета-предметных результатов обучения (контрольных измерительных материалов для государственной итоговой аттестации по физике, измерительных материалов для промежуточной аттестации; измерительных материалов для диагностики овладения межпредметными понятиями на материале предметов естественнонаучного цикла, измерительных материалов для мониторинга познавательных УУД на материале физики для использования в рамках контрольно-оценочной деятельности учителя и измерительных материалов для диагностики познавательных УУД на материале предметов естественнонаучного цикла для использования на муниципальном и региональном уровнях) позволяют получать объективную и надежную информацию о качестве как индивидуальной предметной подготовки обучающихся, так и подготовки групп обучающихся.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав с 49 таблицами и 28 иллюстрациями, заключения, 7 приложений и библиографического списка, состоящего из 372 наименования. Общий объем работы составляет 438 страниц, из которых 354 страницы основного текста.
Использование тестовых технологий для оценки учебных достижений по физике
Тестовыми в педагогике называют «стандартизированные задания, предна значенные для измерения в сопоставляемых величинах знаний, умений и навы ков» [301, С. 430]. В педагогическую практику тестовые задания были введены во второй половине XIX века в Великобритании, в России же они начали приме няться в начале XX века. Достаточно широкое распространение тесты получили в СССР в 20-30-е гг. в рамках педологического движения. Вопросы тестирова ния рассматривались в исследованиях таких видных ученых как П.П.Блонский, Г.И.Залкинд, М.С.Бернштейн и др.При педагогическом отделе Института методов школьной работы была организована специальная тестовая комиссия, которая проводила массовые обследования в школах с использовани ем тестирования.Были разработаны, например, тесты для учета навыков в чте нии, счете и письме. После постановления ЦК ВКП(б) «О педологических из вращениях в системе Наркомпроссов», вышедшем в 1936 году, тестирование было признано противоречащим советской идеологии. В результате развитие этого направления было приостановлено в России почти на три десятилетия[7, 161, 189]. На рубеже 60-70-х годов в практику советской школы вошло понятие программированного обучения. Основные положения программированного обучения как системы методов и средств для самостоятельного приобретения знаний были разработаныпрофессором Б. Ф. Скиннером (Skinner B.F.) еще в 1954 г. [310, 367]. Хотя вначале эти разработки, основанные на бихевиористской теории обучения, были критически восприняты советской педагогикой, но с середины 60-х годов они получили свое развитие в трудах таких отечественных ученых, как Н. Ф. Талызина, П. Я. Гальперин, Л. Н. Ланда, И. И. Тихонов, А. Г. Молибо-га, А. М. Матюшкин, В. И. Чепелев и другие. [27, 53, 54, 206, 325].
В отечественной практике не нашли широкого применения программированные учебники. Так Талызина Н.Ф. отмечала, что учитывая сложность учебного процесса и огромное множество возможных отклонений от его намеченного хода, невозможно заранее учесть все необходимые коррекции, что означает невозможность организации эффективного управления всем учебным процессом с помощью программированных учебников[325].Однако получили распространение программированные задания, которые использовались на различных этапах обучения. Программированными называли тестовые задания с закрытым ответом, а тест из нескольких заданий называли программой.
В методике преподавания физики вопросам разработки и использования программированных заданий было посвящено ряд исследований (А.Э. Гуревич, Э.Д. Корж, И.М. Низамов, В.И. Огорелков, Д.И. Пеннер, Н.С. Пурышева, Е.П. Разбитная, М.Н. Тушев и др.) [62, 172, 213, 225, 285, 329].
Так, Корж Э.Д в своем исследовании обосновал программы группировки, соответствия и построения, а также предложил использовать программированные задания для лабораторных работ [172]. Он отмечал, что «Выбор той или иной структуры при составлении программированного задания определяются, в основном, функциями задания (какие компоненты усвоения в нем реализуются и для чего задание предназначено – для упражнения, закрепления, контроля) и характером учебного материала (описание явления, вывод закономерности, обобщение опытных данных и т.д.)» [172, с. 78].
Низамов И.М. исследовал применение задач с альтернативным ответом при проверке знаний по физике [213]. Тушев М.Н. предложил использовать задания с мотивированными вариантами ответов, в которых приведена часть рассуждений, например, часть вывода формулы, для усиления развивающей роли проверки[329]. Гуревич А.Э. рассматривал возможности введения задания с выбором ответа в итоговый контроль знаний учащихся по физике [62].
В процессе работы по данному направлению была создана методика составления и применения программированных заданий различных логических структур, которая была опубликована в книге «Оптимизация обучения физике и астрономии» [37]. В качестве дидактических материалов, поддерживающих преподавание физики в 80-х годах, были изданы сборники программированных заданий для каждого класса по физике и по астрономии [174, 175, 254, 255, 289], а также для системы профессионально-технических училищ [173].
Во всех этих работах программированные задания рассматриваются, прежде всего, как новая форма контроля и упражнений. При этом наиболее рациональным авторы методики считали использование программированных заданий на этапе контроля и закрепления знаний. Что касается форм заданий, то здесь использовались вопросы с выборочным ответом (в современной терминологии - это задания с выбором одного верного ответа или задания на установление соответствия) и уже на том этапе осознаются негативные последствия их использования: - «велик риск случайного выбора или преднамеренного угадывания правильного ответа; - в программах предлагается немало ошибочных утверждений и есть риск их запоминания; - программы с выборочным ответом отучают учащихся мыслить, способст вуя формированию у них примитивного стереотипа действий» [37, С 11]. Методисты по физике при создании программированных заданий опира лись на рекомендации Никандрова Н.Д. [214], который указывална две ситуа ции, когда задания с выбором ответа не несут в себе указанных выше недостат ков: - когда в дистракторах предлагаются только те ситуации, которые при определенных условиях имеют место в изучаемойобласти; - когда ни одни из случаев, данных для выбора, не представляетпредмета усвоения. Это может быть, например, ответ к задаче или примеру, приведенный в числовой или аналитической форме [214]. С этими опасениями по поводу использования заданий с закрытой формой ответа трудно не согласиться, когда речь идет о текущей проверке знаний и умений учащихся, которая подчас неотделима от процесса усвоения. Однако следование указанным выше ограничениям приводила авторов программированных заданий к необходимости выстраивания дистракторов в достаточно большой части заданий по принципу дополнения с использованием частично верных ответов. В современных тестовых заданиях такие подходы к конструированию ди-стракторов, как правило, не используются.
В процессе работы над созданием программированных заданий были разработаны программы восьми логических структур, которые базировались на логике изучения структурных компонентов физических знаний. В отличие от тестов, которые принято выстраивать из независимых друг от друга заданий, авторами программированных заданий была принята форма составления программ, при которой в каждой из них прослеживается зависимость, связи и отношения между изучаемыми понятиями, а само задание, по возможности, повторяло логическую структуру изучаемого материала. Рассмотрим основные подходы к составлению программ различных логических структур, изложенные в различных сборниках программированных заданий [174, 175, 254, 255, 289].
Программы отборасоставлялись из 2-6 заданий с выбором ответа (с разным числом дистракторов: от 3 до 5) и предназначались преимущественно для проверки определений, формулировки законов, формул и т.д. Наиболее ценными, на наш взгляд, в этой группе являются задания на последовательный анализ изменения физических величин в каких-либо процессах. Например, программа из пяти заданий рассматривает процесс колебаний, а каждое задание проверяет характер изменения физических величин, описывающих колебания: скорости, ускорения и кинетической энергии груза, подвешенного на нити.
Концепция методической системы оценки учебных достижений учащихся по физике в условиях введения ФГОС
Концепция методической системы оценки учебных достижений учащихся по физике в условиях введения ФГОС включает основание концепции, теоретический блок и блок практических приложений. В основание концепции включены цель методической системы оценки учебных достижений и факторы, обуславливающие ее разработку. Теоретический блок концепции включает ведущие принципы, основные концептуальные положения, показатели качества предметной подготовки и модель системы оценки учебных достижений по физике. Блок практических приложений концепции включает структуры моделей заданий и измерительных материалов, критерии достижения показателей качества учебной подготовки по физике, требования к перечню содержательных характеристик и к конструированию заданий, модели заданий и измерительных материалов, методики формирования банков заданий, создания обобщенных схем оценивания, конструирования заданий для оценки познавательных УУД, анализа результатов оценочных процедур (см. таблицу 2.5).
Концепция базируется на принципах, одна часть которых (объективность, достоверность и системность информации, получаемой в процессе оценки; открытость, справедливость и систематичность процедур оценки учебных достиже-ний;научность, валидность и надежность инструментария оценки учебных достижений) соответствует общим принципам оценки учебных достижений, а вторая часть (преемственности с традиционной системой проверки знаний и умений учащихся по физике;релевантность содержания оценки, показателей качества и критериев их достижения возрастным особенностям обучающих-ся;открытость информации о качестве предметной подготовки;повышение потенциала внутренней оценки и самооценки) определяет особенности концепции методической системы оценки учебных достижений по физике. Основные положения концепции методической системы оценки учебных достижений по физике реализуются следующим образом. В соответствии с системно-деятельностным подходом, лежащим в основе ФГОС, содержанием оценки становятся требования ФГОС к предметным результатам обучения, которые конкретизируются в планируемых результатах обучения. Основанием для разработки заданий для оценки достижения планируемых результатов становятся умения, которые выделяются в структуре планируемых результатов в рамках процедуры операционализации. Процедура опера-ционализации состоит в выделении в каждом планируемом результате отдельных умений (или их групп), формирование которых в совокупности и обеспечивает достижение планируемых результатов. Оценка динамики достижения планируемого результата реализуется за счет создания промежуточных и итоговых планируемых результатов на основании следующих требований: Для промежуточной и итоговой оценки проводятся различные процедуры операционализации, которые различаются степенью детализации. При этом каждая стадия операционализации одного и итого же планируемого результата 119 предполагает уменьшение количества умений путем «сворачивания» части умений в одно более сложное умение. Динамика достижения планируемого результата определяется на основании освоения тех умений, которые на следующем этапе операционализации фиксируются в «свернутом» виде. Операционализация планируемых результатов, относящихся к одинаковым видам деятельности, для разных ступеней образования должна обеспечивать преемственность формирования данного вида деятельности и его развитие. Поясним данные подходы на примерах. Различие между операционализациями для итоговой и текущей оценки можно проследить на примере планируемого результата «Проводить исследование зависимости физических величин с использованием прямых измерений». Для итоговой оценки операционализация будет включать пять умений, которые подлежат оценке: - Конструировать экспериментальную установку на основе предложенной гипотезы. - Проводить прямые измерения величин, указывая показания (с учетом заданной абсолютной погрешности измерений) в таблице или на графике. - Строить график зависимости по результатам измерений. - Формулировать вывод о зависимости физических величин - Оценивать значение и физический смысл коэффициента пропорциональности. В текущей проверке первый пункт будет расширен до целого ряда умений: 1) На основе предложенной гипотезы определять физические величины, зависимость которых необходимо исследовать. 2) Выделять физические величины и условия, которые в процессе исследования должны оставаться неизменными. 3) Выбирать приборы и условия для измерения каждой из величин. 4) Конструировать экспериментальную установку: 120 4.1) из указанного набора приборов и оборудования, включающего только необходимые элементы, 4.2) из предложенного набора приборов и оборудования избыточной номенклатуры.
В процессе текущего оценивания учащемуся необходимо либо предлагать отдельные задания на проверку каждого из перечисленных выше умений, либо составлять задания таким образом, чтобы у него была возможность проявить каждое из этих умений. Соответственно и в процессе текущей оценки фиксируется освоение каждого умения. На итоговой же работе за курс основной школы в задании потребуется, например, сделать только рисунок экспериментальной установки с указанием выбранных приборов или условий проведения опыта. Рассмотрим, как можно обеспечить преемственность в формировании вида деятельности на разных ступенях образования на примере решения расчетных задач.
Построение критериев оценивания заданий с развернутым ответом
Задания с развернутым ответом (или со свободно-конструируемым ответом) представляют собой достаточно обширную группу заданий, число которых в измерительных материалах неуклонно растет. В этих заданиях обучающийся должен представить не только ответ на вопрос задания, но и его подробное обоснование. Это может быть решение задачи, написание эссе и т.п. Главной особенностью этих заданий является их проверка экспертами по заранее заданным требованиям к ответу.
Для обеспечения экспертной проверки каждое задание сопровождается примерным ответом (или его описанием) и критериями оценивания, т.е. подробным описанием того, какие ответы могут быть оценены тем или иным баллом. Основным условием надежности проверки является однозначное понимание экспертным сообществом требований к полноте и правильности ответа на то или иное задание с развернутым ответом. Надежность проверки обеспечивается двумя основными факторами: количеством экспертов, участвующих в проверке заданий для данной оценочной процедуры; качеством критериев оценивания конкретного задания. Количество экспертов, участвующих в проверке определяется технологическими требованиями. Например, при проведении международных сравнительных исследований все работы выборки нашей страны проверяются двумя экспертами, а в случае проведения ЕГЭ или ГИА-9 количество экспертов, проверяющих задания данного экзамена, может исчисляться сотнями, поскольку действуют очень сжатые сроки проверки. Критерием качества системы оценивания задания с развернутым ответом служат статистические данные, полученные по результатам обработки результа 207 тов проверки. Тестологами выделяются следующие требования к качеству проверки: Согласованность баллов в оценке работ независимыми экспертами составляет не менее 85-90%. При повторной проверке (или перепроверке) совпадение должно быть не менее чем в 85% случаев. При распределении среднего процента выполнения задания по баллам должно наблюдаться монотонное изменение. При этом не должно быть баллов, для которых средний процент оказался менее 4-5%. При увеличении балла должно наблюдаться возрастание коэффициента точечно-бисериальной корреляции, которое показывает, что более высокий балл за выполнение задания получают лучше подготовленные учащиеся (те, которые лучше справились с работой в целом) [164]. Для обеспечения качества и надежности проверки заданий с развернутым ответом каждое задание может обеспечиваться собственными критериями оценивания. В этом случае критерии составляются на основании анализа наиболее распространенных ответов обучающихся, полученных в рамках апробации задания. Индивидуальная схема оценивания для каждого задания эффективна для различных диагностических процедур. Однако при массовых оценочных процедурах достоинства индивидуальной схемы оценивания теряются из-за существенного увеличения количества экспертов и малого промежутка времени, отводимого на проверку заданий. В этих случаях более приемлемой с точки зрения оптимальной подготовки экспертов и обеспечения согласованности их работы становится использование обобщенных схем оценивания. Обобщенные схемы оценивания возможны для заданий, для выполнения которых требуется один и тот же порядок действий (проявление одних и тех же умений), но на различном контексте. 208 Существуют различные подходы к оцениванию заданий с развернутым ответом. Схема оценки заданий может строиться на основании выделения как одного критерия, так и нескольких критериев. В измерительных материалах по предметам естественнонаучного цикла используются, как правило, однокрите-риальные схемы оценивания. В гуманитарных предметах достаточно часто к оцениванию одного комплексного задания применяется сразу несколько разных критериев. Например, задание С6 КИМ ЕГЭ по истории, в котором необходимо дать характеристику исторического деятеля, оценивается по трем независимым критериям: время жизни исторического деятеля – 1 балл; характеристика деятельности – 3 балла; указание результатов деятельности – 2 балла. [109] Критерии оценивания задания с развернутым ответом в ЕГЭ по русскому языку включают двенадцать различных критериев по трем независимым блокам: содержание сочинения (4 критерия), речевое оформление сочинения (2 критерия) и грамотность (6 критериев с максимальным баллом от 1 до 3) [110]. Аналогичные многокритериальные схемы оценивания представлены в литературе и иностранном языке [111, 112].
Как показывает опыт конструирования заданий с развернутым ответом на материале предметов естественнонаучного цикла, здесь использование многокритериальных схем оценивания нецелесообразно. Для заданий, оцениваемых по одному критерию, можно выделить два основных подхода к построению схемы оценивания: Поэлементное оценивание выполнения задания. Оценивание полноты и правильности выполнения задания в целом. Выбор модели оценивания зависит от характера задания. В первом случае задания предполагают либо запись нескольких независимых элементов ответа (например, нескольких примеров объектов или явлений), либо ответ на несколько последовательных наводящих вопросов. Во втором случае в задании требуется, как правило, построение логической цепочки рассуждений или решения, которое зависит от выбранного способа выполнения задания и не поддается «разложению» на отдельные элементы. Для таких заданий критерии оценивания представляют собой последовательное описание полного правильного ответа, частично правильного ответа и неверного ответа.
Эффективность той или иной схемы оценивания, примененной к одному и тому же заданию, определяется в процессе апробационных исследований при получении статистических данных после проверки задания экспертами. На первом этапе разработки схемы оценивания для расчетных задач по физике (в КИМ ЕГЭ 2002-2003 гг.) была использована поэлементная модель оценивания, при которой решение разбивалось на несколько этапов и каждый этап оценивался баллом. Такой подход доказал свою эффективность для типовых расчетных задач, которые не предполагают альтернативных способов решения. В этом случае от обучающегося требуется достаточно четкое выполнение типового алгоритма решения задачи, а пропуск какого-либо пункта в решении приводит к потере балла.
Анализ статистических данных для расчетных задач, в которых в схеме оценивания выделялось более трех элементов (и, соответственно, более 3 баллов), показал, что 3 и 4 балла выставляется экспертами лишь в 3-4% случаев. Это позволило постепенно определить статистическую значимость отдельных недочетов при решении расчетных задач и выработать схему поэлементного оценивания расчетных задач на 2, 3 и 4 балла в зависимости от количества используемых в решении уравнений и числа этапов, необходимых для получения ответа.
Однако поэлементная схема оценивания перестает работать в случаях, когда задача имеет альтернативное решение. Например, многие задачи по механике могут быть решены как с использованием закона сохранения механической энергии, так и с использованием законов динамики. При этом разные способы решения содержат разное количество этапов решения, и оценивание каждого этапа 1 баллом оказывается невозможным. Кроме того поэлементное оценивание не может учитывать возможности предоставления обучаемым записи решения задачи, не соответствующего общепринятому алгоритму.
Практика использования заданий в массовых процедурах оценки учебных достижений по физике показала, что наиболее надежным является использование обобщенных схем оценивания. Для каждого типа заданий с развернутым ответом (расчетные задачи, качественные задачи, экспериментальные задания и т.д.) выстраивается своя обобщенная схема оценивания, которая является инвариантом для всех разновидностей заданий данного типа, но может частично изменяться в зависимости от особенностей отдельных заданий.
Основные результаты использования контрольных измерительных материалов для государственной итоговой аттестации по физике
Эксперимент по введению Единого государственного экзамена в практику итоговой аттестации учащихся за курс средней школы проводился начиная с 2001 г.В 2002 г. была организована Федеральная предметная комиссия разработчиков ЕГЭ по физике и начата работа по созданию банка заданий, которые могут использоваться в рамках процедуры итоговой аттестации.
В 2009 г. Единый государственный экзамен переведен в штатный режим и стал обязательной процедурой итоговой аттестации за курс среднего общего образования. ЕГЭ по физике относится к экзаменам по выбору обучающихся и является в настоящее время обязательным для выпускников, претендующих на продолжение обучения в высших учебных заведениях, учитывающих результаты ЕГЭ по физике в качестве одного из элементов конкурсного отбора. Соответственно, начиная с 2009 г. изменился состав участников экзамена, по сравнению с экспериментальным этапом введения ЕГЭ. С этого года и по настоящее время в ЕГЭ по физике принимают участие все выпускники, претендующие на поступление в соответствующие высшие учебные заведения, т.е. вся совокупность обучающихся, для которой и разработана модель ЕГЭ по физике. Для контрольных измерительных материалов ЕГЭ в силу особенностей разработки и системы секретности материалов до момента проведения экзамена используется методика формирования банка заданий на основе моделей задний. Разработка новых заданий осуществляется на основе моделей, обеспечивающих диагностику либо новых видов деятельности, либо новых содержательных элементов. На базе моделей разрабатываются группы заданий для апробационных исследований новых моделей. Проводится апробация на выборке учащихся выпускных классов и студентов первых курсов вузов физико-технического профиля. По результатам апробации совершенствуется соответствующая модель задания и на ее базе конструируются группы подобных или фасетных заданий для реальных КИМ ЕГЭ по физике. Такая же схема предварительной апробации используется и для модели измерительных материалов в целом. Здесь в рамках ап-робационных исследований уточняются такие параметры как общее время выполнения теста и отдельных его частей, оптимальное распределение заданий по уровню сложности, дизайн теста.
Введение изменений в структуру и содержание контрольных измерительных материалов осуществляется постепенно. При этом учитывается необходимость обеспечения сравнимости результатов с предыдущим этапом экзамена. Реальные КИМ ЕГЭ по физике конструируются частично из заданий, имеющих устойчивые статистические характеристики (из числа использовавшихся в предыдущие годы при проведении экзамена), а частично из новых заданий, качество которых обеспечивается использованием апробированной модели и подтверждается экспертными оценками экспертов-предметников и экспертов-тестологов.
После проведения экзамена текущего года осуществляется коррекция заданий, если это оказывается необходимым в соответствии с полученными статистическими данными. Часть вариантов ЕГЭ по физике текущего года открываются и публикуются в открытом сегменте Федерального банка тестовых заданий [246]. Кроме того варианты в целом или отдельные задания из открытых вариантов публикуются в сборниках для подготовки обучающихся к сдаче ЕГЭ по физике [121-124, 128].
Анализ результатов ЕГЭ в течение последних лет показывает, что существующие в настоящее время структура и содержание контрольно-измерительных материалов позволяют получить объективные данные о качестве освоения участниками экзамена всех основных тем школьного курса физики, о степени сформированности у них умения решать различного типа задачи. Таким образом используется переходная модель экзамена: от знаниевого подхода к деятельно-стному. Экзаменационный тест по физике хорошо дифференцирует группы учащихся с различным уровнем подготовки как с целью аттестации выпускников за курс средней школы, так и с целью отбора учащихся для поступления в высшие учебные заведения. Качество заданий подтверждается экспертными оценками и получаемыми статистическими характеристиками.
Приведем примеры данных подтверждающих эти положения. На рисунке 4.1 приведено распределение тестируемых по полученным первичным баллам для ЕГЭ 2012 г., которое показывает, что измерительные материалы относятся к нормативно-ориентированным тестам и обладают высокой степенью дифференциации для группы выпускников с высоким уровнем подготовки. Такие же распределения получены и для экзаменов других лет [14-17]. Для анализа результатов выполнения работы группами учащихся с различными уровнями подготовки выделяется четыре группы. В качестве границы между первой и второй группами выбирается наименьший первичный балл, получение которого говорит об усвоении участником экзамена основных понятий и способов деятельности, свидетельствующих об освоении требований стандарта на минимально возможном уровне (для физики – это 12 баллов). Все тестируемые, не достигшие данного первичного балла, выделяются в группу с самым низким уровнем подготовки. Величина второго граничного первичного балла (33 балла) выбирается как наименьший первичный балл, получение которого свидетельствует о высоком уровне подготовки участника экзамена, а именно, о наличии системных знаний, овладении комплексными умениями. Этот балл выбирается как нижняя граница для группы с самым высоким уровнем подготовки. Выбор граничных первичных баллов определен в соответствии со структурой и содержанием КИМ ЕГЭ по физике и подтвержден экспертными оценками.
Приведенные выше диаграммы наглядно показывают, что контрольные измерительные материалы ЕГЭ по физике позволяют эффективно дифференцировать группы учащихся с различным уровнем подготовки. Первые две части работы содержат задания базового и повышенного уровней сложности, основной акцент в них падает на аттестацию учащихся за школьный курс. Как видно из диаграмм (см. рис. 4.2 и 4.3) эти задания дифференцируют преимущественно группы 1 и 2 с низким и средним уровнем подготовки, а «разрыв» в результатах выполнения между группами 3 и 4 (с высоким и повышенным уровнями подготовки) для этих заданий менее значителен. Третья часть работы, содержащая задачи повышенного и высокого уровня сложности призвана обеспечить дифференциацию для приема в высшие учебные заведения. Как видно из диаграммы на рисунке 4.4, задания этой части работы дифференцируют группы 3 и 4 (с повышенным и высоким уровнем подготовки). Аналогичные данные получены по результатам ЕГЭ других лет[14-17].
