Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Теоретические основы построения тестов 10
1.1. Применение тестов в педагогике 10
1.2. Дидактические функции педагогических тестов 11
1.3. Основные понятия теории тестов 15
1.4. Формы и виды тестовых заданий 26
1.4.1. Тестовые задания закрытой формы 26
1.4.2. Тестовые задания открытой формы 30
1.4.3. Тестовые задания на установление соответствия 33
1.4.4. Тестовые задания на установление правильной последовательности 33
1.5. Формы и виды тестов 35
1.6. Технология построения теста 40
1.7. Теоретические основы организации тестового
педагогического контроля 46
1.7.1. Знание как ведущая категория тестового контроля 46
1.7.2. Классификация знаний 48
1.7.3. Принципы организации тестового контроля 49
1.7.4. Условия и процедура проведения тестов 50
1.8. Статистическая обработка результатов тестирования 52
1.8.1. Представление результатов тестирования 52
1.8.2. Работа с тестовой матрицей 56
1.8.3. Оценка качества тестовых заданий 57
1.8.4. Оценка качества теста 61
Выводы по главе I 71
Глава II. Построение тестовых заданий по разделам школьного курса информатики 74
2.1. Содержание теста и тестовых заданий по информатике 74
2.2. Анализ школьных учебников по информатике 84
2.3. Построение тестовых заданий по разделу "Компьютерная математика" 90
2.3.1. Характеристика раздела "Компьютерная математика" 90
2.3.2. Примеры тестовых заданий по разделу "Компьютерная математика" 102
2.4. Построение тестовых заданий по разделу "Моделирование" ..115
2.4.1. Характеристика раздела "Моделирование" 115
2.4.2. Примеры тестовых заданий по разделу "Моделирование" .118
Выводы по главе II 131
ГЛАВА III. Основные положения исследования в рамках педагогического эксперимента
3.1. Общая характеристика опытно-экспериментального исследования 133
3.2. Констатирующий этап педагогического эксперимента 135
3.3. Поисковый этап педагогического эксперимента 140
3.4. Формирующий этап педагогического эксперимента 142
Выводы по главе III 162
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 163
БИБЛИОГРАФИЯ 165
ПРИЛОЖЕНИЯ 179
- Применение тестов в педагогике
- Содержание теста и тестовых заданий по информатике
- Общая характеристика опытно-экспериментального исследования
Введение к работе
Изменения, происходящие в системе образования России, приводят к необходимости пересмотра существующих методов, форм и средств обучения с целью выявления наиболее оптимальных среди них. В настоящее время широкое распространение получают нетрадиционные для отечественного образования формы обучения и контроля. К таким формам можно отнести педагогические тесты. Однако при применении тестов педагоги сталкиваются с множеством проблем объективного и субъективного характера. Проблемы субъективного характера, прежде всего, связаны с личностью самого педагога, его отношением к использованию тестов. По этому отношению можно выделить три группы педагогов. Первая, относительно небольшая группа, не воспринимает тестирование как таковое, считая существующие способы достаточно качественными и их удовлетворяющими. Вторая — считает тестирование единственно верным способом, который при правильном применении решил бы не только задачу контроля, но и другие проблемы. Третья — те, кто считает, что тесты они применяют давно и постоянно, о тестах и тестировании им все известно и ничего нового и полезного им сообщено быть не может. Проблемы объективного характера связаны с отсутствием методической литературы, которая позволила бы педагогу самому научиться составлять тесты, отвечающие определенным требованиям. Стоит отметить, что появившиеся в последнее время многочисленные тесты по различным дисциплинам не выдерживают критики по большинству показателей качества. Не исключением является и информатика. Вместе с тем появились и качественные продукты, но распознать их человеку, не обладающему соответствующими знаниями, довольно сложно. Это приводит к тому, что педагог, не обладая достаточной теоретической базой, начинает сам составлять "тесты", которые оказываются в итоге недостаточно качественными. Анализ существующей литературы по данной проблеме выявил два направления, по которым ведется работа: теоретическое и практическое. В теоретическом направлении выделяются следующие содержательные блоки: понятийный аппарат (Аванесов B.C., Майоров А.Н., Пак НИ., Филиппов В.В., GronlundN.E., Hawkes H.F., Mulgrave N.W., Nitko A.J.), формы и виды тестов и тестовых заданий (Аванесов B.C., Костюк Г.С, Майоров А.Н., Пак Н.И., Филиппов В.В., Binet A., DeVoss J.C., Ebel R.L., Follman J., Gronlund N.E., Hall В., Hartmanh J., Kelly F.J., Lindquist E.F., Mann C.R., Monroe W.S., Mulgrave N.W., Murphy G., Nitko A.J., Odell C.W., Pressy W., Richardson M.W., Risland H.D., Russel J.T., Stalnaker J.M., Thurstone L.L., Wesman A.G., Whipple G.M., Wiley R.), построение тестов и тестовых заданий (Аванесов B.C., Васильев В.И., КлайнП., Майоров А.Н., Пак Н.И., Симонова А.Л., Тягунова Т.Н., Филиппов В.В., Челышкова М.Б., Adkins A.J., Bennet R.E., Carlson S.B., Freeman E.E., Frederiksen N., Gronlund N.E., Haladina T.M., Lindvall СМ., Mehrens W.A., Mulgrave N.W., Nitko A.J., RoidG.H., G. Sax, Ward W., Wesman A.G.), оценка содержания и результатов выполнения теста (Аванесов B.C., Амзараков М.Б., Берка К., Васильев В.И., Красильников В.В., Майоров А.Н., Пфанцагль И., Тягунова Т.Н., Fergusson W.A., Gulliksen Н., Guttman L.L., Keeves J.P., Lord F.M., Mulgrave N.W., Nitko A.J., Novick M., Richardson M.W., Sax G., Thurstone L.L., Wright B.D.), компьютерное тестирование и тестирующие программы (Андреева Л.Е., Васильев В.И., Денниг В., Джавиашвили З.О., Евтюхин Н.В., Ермаков М.Г., Маас С, Нардюжев В.И., Нардюжев И.В., Пак Н.И., Сальников Н.Л., Тягунова Т.Н., Федоров Б.И., Филиппов В.В., Хлебников В.А., Эссиг Г.). В практическом направлении авторами (Амзараков М.Б., Брыксина О.Ф., Граве Н.Г., Давыдова Е.В., Дашкова Л.В., Добудько Т.В., Елисеев И.А., Кузнецов А.А., Лядова Л.Н., Матвеева Н.В., Морозов В.В., Пак Н.И., Полуаршинова Е.Г., Пугач В.И., Русаков СВ., Русакова О.Л., Сильванович И.И., Симонова А.Л., Тюрникова Г.В., Угринович Н.Д., Шестакова Л.В.) предлагаются готовые тесты по информатике.
Таким образом:
в практике проблемную ситуацию порождает противоречие между возрастающими запросами общества в качественном образовании и невозможностью добиться такового без объективного контроля;
в теории проблемную ситуацию определяет наличие пробелов в разработке понятийного аппарата теории тестов, отсутствие единства мнений по содержанию понятийного аппарата, слабая исследованность вопросов вида и формы тестовых заданий, содержания, отношения формы и содержания, отсутствие принципов организации тестирования.
Актуальность исследования также подтверждается:
1) отсутствием методики построения тестов;
2) отсутствием учебных и методических пособий для преподавателей и учителей по построению тестов;
3) возрастающим интересом к нетрадиционным для отечественного образования формам обучения и контроля.
С учетом сказанного была сформулирована тема исследования.
Тема исследования: "Методика разработки тестовых заданий при обучении информатике в школе".
Объектом исследования является процесс обучения информатике в школе.
Предметом исследования являются теоретические и практические аспекты разработки тестовых заданий в школьном курсе информатики и условия их реализации на этапе построения теста.
Целью исследования является разработка методики построения и оценивания качества тестовых заданий и тестов по школьному курсу информатики.
Гипотеза исследования: методика разработки тестовых заданий и тестов по информатике, в основу которой положены принципы отбора содержания тестовых заданий (значимость, научная достоверность, репрезентативность, вариативность), принципы построения тестовых заданий (взаимосвязь содержания и формы задания, логической определенности) позволит улучшить качественные характеристики построенных тестов и получить объективные результаты оценивания знаний обучаемых по информатике.
Задачи исследования:
1) анализ психолого-педагогической и методической литературы по теме исследования;
2) проведение анализа содержания учебных пособий по школьному курсу информатики;
3) построение теоретических основ разработки тестов по информатике;
4) разработка методики отбора содержания тестовых заданий;
5) разработка материалов для подготовки тестов и организации тестирования;
6) построение системы тестовых заданий и тестов по разделам школьного курса информатики.
Методы исследования:
— анализ психолого-педагогической, методической и специальной литературы в области методики обучения информатике;
— методы теории вероятности и математической статистики;
— практическое и экспериментальное преподавание;
— количественная и качественная обработка данных;
— анализ имеющегося в литературе опыта по проблеме исследования. Научная новизна исследования заключается в разработке методики построения и оценивания качества тестовых заданий и тестов по информатике, в основу которой положены принципы отбора содержания тестовых заданий (значимость, научная достоверность, репрезентативность, вариативность), принципы построения тестовых заданий (взаимосвязь содержания и формы задания, логической определенности).
Теоретическая значимость состоит в том, что:
1) систематизированы знания по теории построения тестовых заданий и тестов;
2) обоснованы теоретические положения отбора содержания тестовых заданий и их использование в технологии построения тестов;
3) отобрано содержание тестовых заданий по разделам "Компьютерная математика" и "Моделирование" школьного курса информатики, в основу которого положен фундаментальный подход к обучению.
Практическая значимость состоит в том, что:
— построена система тестовых заданий по разделам "Компьютерная математика" и "Моделирование" школьного курса информатики;
— разработана программа на языке программирования Pascal, позволяющая провести статистическую обработку результатов тестирования;
— разработана программа и отобрано содержание курса "Введение в педагогическую тестологию" для студентов педагогических ВУЗов, преподавателей и учителей.
Достоверность результатов исследования подтверждается:
• методологией исследования;
• теоретическим обоснованием положений исследования и практической реализацией его отдельных элементов;
• теоретическим анализом литературы по проблеме;
• экспериментальной работой: качественным и количественным анализом результатов исследования;
• использованием методов математической статистики для обработки результатов проведенного опытно-экспериментального исследования.
На защиту выносятся:
• методика разработки тестовых заданий и тестов по информатике, основанная на фундаментальном подходе к обучению;
• системы тестовых заданий по разделам "Компьютерная математика" и "Моделирование" школьного курса информатики.
Апробация результатов исследования осуществлялась в форме научных докладов на научно-методических семинарах и конференциях по проблемам преподавания информатики в школе и вузе: Царскосельских чтениях (г. Санкт-Петербург, ЛГУ, 2002); VII Санкт-Петербургской конференции "Региональная информатика-2002" (г. Санкт Петербург, СПОИСУ, 2002); межвузовской научно-практической конференции "Теоретические и практические аспекты обучения информатике и технологиям" (г. Санкт-Петербург, ЛГУ, 2003). Кроме этого, основные положения исследования отражены в 5 публикациях.
Внедрение результатов исследования проводилось в рамках курса "Элементы педагогической тестологии" для преподавателей ЛГОУ им. А.С. Пушкина.
Структура и объем диссертационного исследования. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложений. Общий объем диссертации составляет 235 с, из них основной текст— 178 с, библиографии из 191 наименования — 13 с, 10 приложений, которые занимают 55 с. В тексте содержится 1 рисунок и 33 таблицы.
Применение тестов в педагогике
В современном процессе обучения широкое распространение получили нетрадиционные для отечественного образования методы, формы, средства обучения и контроля. К ним можно отнести педагогические тесты.
Под педагогическим тестом будем понимать систему тестовых заданий, создаваемую с целью выявления специальных способностей учащихся; измерения уровня знаний; оценивания результатов, достигнутых ими в процессе обучения; определения их профессиональной пригодности; различных личностных характеристик и удовлетворяющую следующим требованиям:
содержательного характера:
1) возрастающая трудность заданий;
2) соответствие содержания этой системы заданий содержанию учебного материала;
3) научная достоверность;
4) вариативность.
технологического характера:
1) адекватность инструкции форме и содержанию;
2) краткость задания;
3) формулирование задания в логической форме высказывания;
4) фасетность задания;
5) наличие определенного места для ответов;
6) наличие однозначного правильного ответа;
7) одинаковость решающих правил оценки ответов в рамках принятой формы.
В таблице 2 приведем определения понятия тест, которые сформулированы в основных источниках авторами, занимающимися разработкой теории тестов.
Проведя анализ литературы, можно сделать вывод, что педагогический тест несет в себе широкий спектр дидактических функций, основными из которых являются следующие:
1. тест может выполнять функцию метода обучения;
Под методом обучения будем понимать упорядоченные способы взаи мосвязанной деятельности обучающего и обучаемого, направленные на достижение целей обучения [26].
Отметим, что метод обучения характеризуется тремя признаками [106]:
1) обозначает цель обучения;
2) способ усвоения;
3) характер взаимодействия субъектов обучения.
"Метод обучения через тесты" —совместная деятельность, осуществляемая обучаемым и обучающим через решение системы тестовых заданий, объединенной в тесты, и ориентированная на получение новых теоретических знаний.
Следует отметить, что рассмотренный метод является частным случаем метода обучения через задачи.
Под решением системы тестовых заданий будем понимать процесс ответа обучаемого на задания, входящие в данную систему.
При использовании этого метода деятельность преподавателя состоит в построении системы тестовых заданий; деятельность обучаемых — в решении этой системы заданий.
Для эффективности проведения занятий преподавателю необходимо, во-первых, учитывать совокупность предварительных знаний обучаемых, на основе которых строится теоретический материал. Во-вторых, на последующих занятиях должна быть установлена обратная связь, которая подразумевает контроль и оценку приобретенных знаний, умений и навыков. В-третьих, должны быть продуманы средства обучения.
Содержание теста и тестовых заданий по информатике
Вернемся еще раз к последовательности построения теста, предложенной в главе Т.
Последовательность разработки теста:
1. Определение целей разработки и применения теста.
2. Отбор содержания, на основе которого будем строить тестовые задания.
3. Формулирование списка требований к знаниям и умениям учащихся.
4. Выделение основных понятий и построение графа взаимосвязи понятий.
5. Разработка заданий в тестовой форме.
6. Превращение заданий в тестовой форме в тестовые задания.
7. Получение набора тестовых заданий.
8. Формирование из тестовых заданий псевдотеста.
9. Проведение полученного псевдотеста.
К).Интерпретация результатов тестирования и статистическая обработка результатов псевдотеста.
11.Получение из псевдотеста теста.
12.Статистическая опенка качества полученного теста и тестовых заданий.
Отметим, что основная трудность, с которой сталкивается разработчик теста — это отбор содержания, которое будет использовано в тесте.
Под содержанием теста понимается оптимальное отображение содержания учебной дисциплины в систему тестовых заданий.
При создании теста обычно ставится задача отобразить в нем то основное, что обучаемые должны знать и уметь в результате изучения какой-то темы, раздела, дисциплины.
Содержание теста связывает два начала: научное и учебное. Научное — отражает процесс развития науки и ее применения; учебное — обуславливает все то, что формирует систему знаний.
Принципы отбора содержания тестовых задании [2-4]:
1) Значимость. Необходимость включения в тест только тех элементов знания, которые можно отнести к наиболее важным, ключевым, без которых знания становятся неполными, с многочисленными пробелами.
2) Научная достоверность. В тест включается только то содержание учебной дисциплины, которое является объективно истинным и поддается рациональной аргументации.
3) Соответствие содержания теста уровню современного состояния науки.
4) Репрезентативность. 13 тест не только включаются значимые элементы содержания, но и обращается внимание на полноту и их достаточность для контроля.
5) Возрастающая трудность. Каждый элемент содержания образования в процессе обучения и контроля обладает некоторой усредненной для студента мерой трудности, на которую и ориентируется преподаватель.
6) Вариативность содержания. Содержание теста не может оставаться неизменным и независимым от развития науки, НТП и от новых учебников. По мере изменения содержания учебной дисциплины должно варьироваться и содержание теста. Должен также учитываться и контингент испытуемых. Значит, в тесте должны присутствовать инвариантная и вариативная части.
7) Системность содержания. Подбор такого содержания тестовых заданий, который отвечал бы требованиям системности знаний.
8) Комплексность и сбалансированность содержания тесла. Тест, разработанный для итогового контроля знаний, не может состоять из материалов только одноіі темы учебного курса.
В то же время существует стремление сбалансировано отобразить в тесте основной теоретический материал вместе с методами научной и практической деятельности, с умением решать типовые задания.
9) Взаимосвязь содержания и формы. Педагогический тест можно охарактеризовать как результат взаимовлияния содержания заданий с наиболее подходящей формой.
Отметим главное: содержание теста относится к теории той пли иной учебной дисциплины, а поиск наилучшей формы для выражения содержания является предметом теории шестое.
Содержание тестового задания находится » диалектической связи с его формой.
Первое как отмечается не может существовать без формы. В свою очередь, содержание тестового задания приобретает определенность именно благодаря его форме, форма является способом существования и сохранения содержания задания.
Содержание школьного курса информатики можно определить следующими разделами [26]:
1) ал горитмизация;
2) программирование;
3) решение задач (моделирование);
4) архитектура ЭВМ;
5) новые информационные технологии;
6) компьютерная математика.
В таблицах 7-12 установим соответствие между содержанием упражнений по конкретному разделу и видами и формами тестовых заданий.
Общая характеристика опытно-экспериментального исследования
В данной главе приводятся материалы, полученные в ходе сбора и анализа эмпирической информации для уточнения гипотезы исследования, а также эмпирическая проверка некоторых результатов исследования с помощью аппарата математической статистики, что свидетельствует об апробации построенной методики. 3.1. Общая характеристика опытно-экснериментального исследования
В процессе проводимого исследования была поставлена цель: описать методику построения тестов по информатике и проверить эффективность построенной методики.
Для реализации цели необходимо было решить задачи:
1) анализ имеющейся по проблеме исследования литературы; обобщение имеющегося опыта и построение теоретической модели разработки тестов по информатике;
2) построение системы тестовых заданий и тестов по разделам школьного курса информатики на основе построенной теоретической модели;
3) контроль знаний учащихся с использованием построенных тестов и определение качества построенных тестов.
Экспериментальное исследование согласно поставленным задачам проводилось в три этапа в период с 2000-2003 гг., в качестве объекта проведенного педагогического эксперимента выступили: студенты 3,4 курсов факультета математики, физики, информатики; преподаватели кафедры информатики и вычислительной математики ЛГОУ им. А.С. Пушкина; учащиеся 9,10,11-х классов школ №8 и 106 г. Санкт-Петербурга (в общей сложности 152 человека).
На первом и втором этапах педагогического эксперимента (констатирующий и поисковый эксперимент) проводились сбор и анализ необходимой для уточнения гипотезы исследования информации. На третьем этапе (формирующий эксперимент) осуществлялась эмпирическая проверка гипотезы исследования.
В ходе констатирующего эксперимента проводилось обобщение имеющегося по проблеме исследования опыта: проведен анализ литературы по проблеме исследования; выделены области применения тестов в педагогике; рассмотрены педагогические задачи, которые при этом решаются; рассмотрены дидактические функции педагогических тестов; выделены основные понятия теории тестов, предложенные разными авторами; проведен сравнительный анализ понятийного аппарата; выделены черты сходства и различия и сформулировано свое представление об основных понятиях теории тестов, которым будем пользоваться в дальнейшем; выделены формы и виды тестовых заданий, указаны достоинства и недостатки каждой из форм, даны рекомендации по построению тестовых заданий для каждой из форм; проведена классификация тестов по различным основаниям, выделены формы и виды тестов; рассмотрена технология построения теста, предложенная разными авторами; указаны достоинства и недостатки каждой из рассмотренных последовательностей; предлагается та последовательность разработки теста, которой будем пользоваться в дальнейшем; выделены типы знаний; для каждого типа знаний предложены наиболее подходящие для его контроля виды и формы тестовых заданий.; сформулированы принципы организации тестового контроля, рассмотрены условия и процедура проведения теста; описана процедура статистической обработки результатов тестирования и те требования к статистическим показателям, которым должен удовлетворять хороший тест. В результате описана методика построения тестов.
На втором этапе педагогического исследования (поисковый эксперимент) был проведен анализ разделов "Компьютерная математика" и "Моделирование" школьного курса информатики: сформулированы цели изучения, требования к знаниям и умениям учащихся, отобрано содержание, выделен понятийный аппарат. Для отбора содержания разделов был проведен анализ школьных учебников, результатом которого явилось выявление инвариантной и вариативной компонент содержания обучения. Затем, опираясь на результаты проведенного анализа, было отобрано содержание, которое на наш взгляд наиболее полно соответствует поставленным целям. После этого, используя построенную методику, разработали системы тестовых заданий по разделам "Компьютерная математика" и "Моделирование" и построили тесты по этим разделам.
Третий этап педагогического эксперимента (формирующий эксперимент) был посвящен проверке гипотезы исследования. Для этого был осуществлен контроль знаний учащихся с использованием построенных тестов и проведена оценка их качества.
В ходе опытно экспериментального исследования использовались методы: анализ психолого-педагогической и научно-методической литературы; интервьюирование и анкетирование учителей школ и преподавателей педагогических вузов; методы математической статистики.
В качестве средств обработки информации были выбраны электронные таблицы Excel 7.0, среда программирования языка Pascal.
3.2. Констатирующий этап педагогического эксперимента
Основная задача опытно-экспериментального исследования — проведение анализа имеющейся по проблеме исследования литературы. В результате исследования можно сделать следующие выводы:
1) отсутствие методической литературы, которая позволила бы педагогу самому научиться составлять тесты достаточно высокого качества;
2) появившиеся в последнее время многочисленные тесты не выдерживают критики по большинству показателей качества. Вместе с тем появились и достаточно качественные продукты, но распознать их человеку, не обладающему достаточными познаниями, довольно сложно;
