Введение к работе
Актуальность исследования. Применение тестовых технологий в России значительно расширилось. Разрабатываются системы тестирования и в образовательных структурах. В принятом Федеральном государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования от 21.12.09 г. указывается, что ВУЗ должен обеспечить качество подготовки, взаимосвязанное с разработкой объективных процедур оценки уровня знаний и умений обучающихся, компетенций выпускников, которым требуются модернизация и развитие на основе появления новых направлений.
Существенный вклад в достижение значительных успехов в этом направлении внесли следующие ученые: в квалитологии (А.И. Субетто, И.О. Коломиец, А.В. Титов, Л.В. Макарова, В.И. Байденко и др.); в теории и практике измерений в образовании (В.В. Налимов, А.И. Субетто, Л.В. Макарова, И.А. Зимняя и др.); в теории и практике создания педагогических тестов и тестовых технологий (B.C. Аванесов, М.Б. Челышкова, П. Клайн, Ю.М. Нейман и др.); в разработке управленческих решений (Д.А. Новиков, Б.Г. Литвак и др.).
Измерительные процедуры, которые базируются на тестовых технологиях, позволяют получить адекватную информацию о состоянии учебного процесса на различных его этапах и информировать о недостатках в различных составляющих, проводить мониторинг обучаемости студентов в текущих ситуациях, а также выявлять остаточные знания. Создание оптимальных тестовых композиций является актуальной и нерешенной в полной мере задачей. Применяемые конструкции, как правило, сводятся к тестам на выбор правильного ответа из определенного перечня. Реже используются структуры, получившие название «на соответствие», в которых задаются два множества элементов, соответствие среди которых необходимо найти. При этом одно из них является основным множеством (события: объекты, образы, явления, процессы и т.д.), другое - вспомогательным (признаки). Переход от таких структур к композициям матричного типа, состоящим из нескольких множеств, где одно является основным (событий), а остальные вспомогательными, позволяет выйти на новый уровень оценочной процедуры, в т.ч. с использованием логистических моделей и систем распознавания образов. Простейшие структуры тестовых заданий, включая тесты на выбор правильного ответа, обладают фактически только контролирующей функцией, тогда, как предлагаемые в диссертации оптимальные тестовые композиции имеют обучающую составляющую, что позволяет принимать своевременные и сбалансированные решения по управлению учебным процессом и повышению его качества. Понятие многократных измерений как способа избавления от погрешности практически не нашел применения в тестовых образовательных технологиях, что снижает достоверность их применения в оценке знаний обучающихся. До настоящего времени научно обоснованная система
показателей качества подготовки обучаемых на основе тестовых моделей не создана.
Объект исследования - оценка качества знаний обучаемых.
Предмет исследования - алгоритмы и методики проектирования тестовых композиций матричного типа.
Цель работы - повышение эффективности учебного процесса высшего профессионального образования на основе создания и исследования оптимальных тестовых композиций матричного типа. Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:
-
Определение вероятности появления нового знания на основе иерархической модели структуры передачи информации от источников знаний. Оценка уровня информативности источников информации одной или ряда групп относительно появления нового знания.
-
Вычисление критерия оптимальности тестовых композиций различной формы с помощью формул Байеса.
-
Разработка новых принципов формирования тестовых структур на основе сложных композиций матричного типа.
-
Разработка логистических моделей для интерпретирования возможности создания тестовых заданий и экспертных систем.
-
Оптимизация современных моделей теории тестов на основе преобразования трехпараметрической логистической модели А. Бирнбаума в двухпараметрическую.
-
Применение многократного тестирования для многократных наблюдений в учебном процессе.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
-
Предложен алгоритм определения вероятности появления нового знания в образовательной процедуре и оценки уровня информативности источников информации одной или различных групп относительно появления нового знания, отличающийся использованием иерархической модели структуры передачи информации от источников знаний и критерия оптимальности тестовых композиций на основе теории Байеса.
-
Построена методика применения разработанных автором логистических правил, позволяющая формировать интегрированные тестовые композиции матричного типа.
-
Создан метод, позволяющий свести трехпараметрическую модель А.Бирнбаума к двухпараметрической понижением коэффициента случайной идентификации.
-
Разработан алгоритм идентификации вычисляемых параметров качества подготовки обучаемых в образовательных системах с использованием многократных наблюдений, отличающийся уменьшением погрешности при использовании тестовых технологий.
Практическая значимость работы. В работе создана иерархическая модель структуры передачи информации от источников знаний различного уровня, позволяющая получить тесты в соответствии с критериями, которые реализуют функции тестовых технологий по управлению качеством образовательной процедуры. Алгоритм исследования качества тестовой композиции на основе соотношений Байеса позволяет оценить оптимальность структуры относительно выбранных элементов основного и вспомогательных множеств. Предложенные автором логистические модели и правила позволяют построить интегрированную эффективную систему управления информационными потоками для детализированного изучения исследуемого объекта. Разработан метод понижения коэффициента случайной идентификации, связанный с преобразованием трехпараметрической модели А.Бирнбаума в двухпараметрическую, который является важным для измерительных систем. Обоснована необходимость многократного тестирования как оптимального способа идентификации измеряемых параметров в образовательных и научно - исследовательских системах.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы обсуждались и докладывались на Международной научно-технической конференции «Радиотехника и связь» (Саратов, 2006 - 2009); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» (Саратов, 2006, 2008); Международной научно-практической конференции «Современная техника и технологии СТТ» (Томск: ТПУ, 2008); ПВсероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии, системы автоматизированного проектирования и автоматизация» (Саратов, 2010); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Инновации и актуальные проблемы техники и технологий» (Саратов, 2010).
Диссертационная работа поддержана фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере в рамках программы «У.М.Н.И.К.».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 публикации из них 7 в журналах из перечня ВАК, 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, трех приложений. Общий объем диссертации составляет 159 страниц, который включает 24 рисунка, 12 схем, 48 формул и 28 таблиц.
Похожие диссертации на Разработка оптимальных тестовых композиций для высшего профессионального образования
