Помощь студентам в учебе
Адаптивное тестирование по математике в средней школе
|
Введение 3
Глава 1. Адаптивное тестирование в системе дистанционного обучения 7
1.1. Понятие адаптивного теста, преимущества и недостатки адаптивного
тестирования 7
1.2. Варианты адаптивного тестирования и стратегии предъявления тестовых
заданий 12
1.3. Правила начала и окончания адаптивного тестирования 20
1.4. Требования к содержанию адаптивных компьютерных тестов и этапы
создания этих тестов 23
Глава 2. Конструирование адаптивных тестов по алгебре 31
2.1. Стратегия адаптивного тестирования 31
2.2. Выбор инструмента для создания адаптивных тестов 33
2.3. Отбор содержания и алгоритм адаптивного тестирования 38
2.4. Этапы конструирования адаптивных тестов в Google Forms 42
2.5. Апробация тестов 55
2.6. Анализ результатов анкетирования 70
Заключение 77
Список литературы
Глава 1. Адаптивное тестирование в системе дистанционного обучения 7
1.1. Понятие адаптивного теста, преимущества и недостатки адаптивного
тестирования 7
1.2. Варианты адаптивного тестирования и стратегии предъявления тестовых
заданий 12
1.3. Правила начала и окончания адаптивного тестирования 20
1.4. Требования к содержанию адаптивных компьютерных тестов и этапы
создания этих тестов 23
Глава 2. Конструирование адаптивных тестов по алгебре 31
2.1. Стратегия адаптивного тестирования 31
2.2. Выбор инструмента для создания адаптивных тестов 33
2.3. Отбор содержания и алгоритм адаптивного тестирования 38
2.4. Этапы конструирования адаптивных тестов в Google Forms 42
2.5. Апробация тестов 55
2.6. Анализ результатов анкетирования 70
Заключение 77
Список литературы
Одним из принципов современного образования является индивидуализация обучения. Учителю необходимо быть внимательным к каждому учащемуся, его индивидуальным особенностям, и организовывать свою деятельность, учитывая эти особенности, необходимо подбирать такие методы и формы учебно-воспитательной работы, чтобы развивался каждый ученик. На данный момент образовательный процесс ориентирован на «среднего» учащегося, в связи с чем у «слабых» учеников редко получается решить хотя бы что-то, из- за чего у них падает мотивация к обучению и самооценка, а «сильные» ученики, выполняя легкие для них задания, не развиваются. Именно поэтому сейчас большое внимание уделяют такому способу обучения, который обеспечивает адаптацию к индивидуальным особенностям обучающихся, - адаптивной системе обучения, которую одним из первых описал бихевиорист Б.Ф. Скиннер в своей работе «Вербальное поведение»1 [43].
Адаптивность образовательного процесса предполагает адаптивность педагогического контроля знаний учащихся и оценки. Тестирование - это популярный метод исследования в XXI веке, он используется в различных сферах общественной жизни, особенно в образовательной, поэтому необходимо совершенствование этого процесса и повышение его эффективности, что осуществимо путём создания адаптивных компьютерных тестов [36]. Благодаря их использованию учитель будет иметь возможность контролировать процесс развития каждого учащегося, сможет легко определить степень владения материалом, что поможет вовремя предпринять какие-то определенные меры по устранению пробелов в знаниях учеников. Адаптивные компьютерные тесты помогут учителям диагностировать уровень знаний и умений каждого учащегося, получить данные, которые необходимы для организации дальнейшей работы. М.Б. Челышкова в своей работе «Адаптивное тестирование в образовании (теория, методология, технология)» пишет о том, что «в последние годы в практике образования складывается ситуация, под влиянием которой традиционное тестирование, осуществляемое с помощью стандартизированных тестов фиксированной длины, перерастает в современные эффективные формы адаптивного тестирования, базирующегося на отличных от традиционных теоретико-методологических основах и иных технологиях конструирования и предъявления тестов... На протяжении ряда лет вопросы адаптивного тестирования неоднократно привлекали внимание зарубежных ученых. Об этом свидетельствуют многочисленные исследования фундаментального характера и публикации таких авторов как J.A. Arter, R.K. Hambleton, J.L. Horn, C.D. Jensema, G.G. Kingsbury, F.M. Lord, J. Millman, L. Nauels, R.J. Owen, K.J. Patience, M.D. Reckase, J. Spray, H. Swaminathan, V.W. Urry, M. Waters, D.J. Weiss, R.W. Wood, A.R. Zara и многих других. С начала 90¬х годов компьютерное адаптивное тестирование получило за рубежом широкое признание в сфере практики. В значительной мере этому способствовали прикладные теоретические исследования таких ученых, как C.V. Bunderson, D.K. Inouye, G.G. Kingsbury, J.B. Olsen, H. Wainer, D.J. Weiss, работы которых были не только поддержаны педагогической общественностью, но и нашли широкое применение в практике профессионального отбора в ряде структур промышленного и военного комплексов» [38]. В России тоже уделяется большое внимание адаптивному тестированию, по данной теме существует большое количество различной литературы отечественных авторов, таких как В.С. Аванесов, Ю.С. Адамова, В.О. Виноградов, Н.В. Вознесенская, В.И. Звонников, А.А. Малыгин, Л. Растригин и М.Эренштейн, М.Б. Челышкова, М. Чибичян и многих других.
Однако, несмотря на возрастающую популярность направления адаптивного обучения и требования в связи с этапом цифровизации к персонализации обучения, широкого распространения на практике адаптивные тесты пока не получили, что связано, на наш взгляд, с нехваткой в свободном доступе программ, позволяющих создавать эти тесты, и самих адаптивных тестов, которыми смог бы воспользоваться каждый учитель.
Математика является одним из самых сложных предметов школьной программы и в то же время - одним из самых необходимых, так как способствует развитию мышления учащихся, учит думать, рассуждать, анализировать и делать выводы, поэтому очень важно, чтобы каждый ученик изучал этот предмет. Однако способность усваивать математический материал у всех разная и учителю необходимо это учитывать при организации педагогической деятельности, необходимо объективно оценивать уровень знаний учащихся, чтобы у учеников не пропала мотивация к изучению данного предмета и каждый смог в полной мере реализовать свои возможности. Применение технологий адаптивного обучения способно помочь в этом учителю.
Этим и обусловлена актуальность нашей работы.
Тесты на уроках математики чаще всего применяются с целью контроля знаний учащихся, однако с помощью использования адаптивных тестов возможна реализация и обучающей функции. Данные тесты позволяют своевременно диагностировать пробелы в знаниях и диагностировать уровень владения материалом, что очень важно, так как это поможет избежать проблем с усвоением учащимися последующего материала. Большинство тем по алгебре, успешность изучения которых влияет на успешность изучения последующих тем, как в алгебре, так и в геометрии, требуют особого внимания. Одной из них является тема «Квадратные уравнения», с которой учащиеся знакомятся в 8 классе. Отсутствие у учеников навыков решения квадратных уравнений может привести к проблемам при изучении квадратичной функции, а также при решении различных задач, в том числе геометрических. К сожалению, ученики нередко сталкиваются с этими проблемами. Адаптивные тесты по теме «Квадратные уравнения» помогут не только учителю при выявлении уровня знаний учащихся, но и ученикам, в целях отработки навыков решения квадратных уравнений. При этом данные тесты можно использовать при самостоятельном обучении.
Однако при анализе литературы мы не встретили ни одной работы, содержащей четкие рекомендации по созданию адаптивных тестов в области математики. Была найдена только одна работа, связанная с разработкой и применением адаптивных тестов по алгебре [40].
Вышесказанное определило цель исследования, которая состоит в разработке серии адаптивных компьютерных тестов по алгебре для учащихся 8 класса по теме «Квадратные уравнения».
В соответствии с поставленной целью потребовалось решить следующие задачи:
• на основе анализа литературы выявить основные черты адаптивного педагогического тестирования, его преимущества и недостатки;
• изучить методики реализации адаптивных тестов в системах дистанционного обучения и проанализировать различные программы для создания компьютерных тестов, выявить их плюсы и минусы;
• сконструировать и реализовать адаптивный тест по алгебре для 8 классов в программе, которая позволяет создать тест, удовлетворяющий выявленным на предыдущих этапах требованиям;
• провести апробацию построенных тестов.
Адаптивность образовательного процесса предполагает адаптивность педагогического контроля знаний учащихся и оценки. Тестирование - это популярный метод исследования в XXI веке, он используется в различных сферах общественной жизни, особенно в образовательной, поэтому необходимо совершенствование этого процесса и повышение его эффективности, что осуществимо путём создания адаптивных компьютерных тестов [36]. Благодаря их использованию учитель будет иметь возможность контролировать процесс развития каждого учащегося, сможет легко определить степень владения материалом, что поможет вовремя предпринять какие-то определенные меры по устранению пробелов в знаниях учеников. Адаптивные компьютерные тесты помогут учителям диагностировать уровень знаний и умений каждого учащегося, получить данные, которые необходимы для организации дальнейшей работы. М.Б. Челышкова в своей работе «Адаптивное тестирование в образовании (теория, методология, технология)» пишет о том, что «в последние годы в практике образования складывается ситуация, под влиянием которой традиционное тестирование, осуществляемое с помощью стандартизированных тестов фиксированной длины, перерастает в современные эффективные формы адаптивного тестирования, базирующегося на отличных от традиционных теоретико-методологических основах и иных технологиях конструирования и предъявления тестов... На протяжении ряда лет вопросы адаптивного тестирования неоднократно привлекали внимание зарубежных ученых. Об этом свидетельствуют многочисленные исследования фундаментального характера и публикации таких авторов как J.A. Arter, R.K. Hambleton, J.L. Horn, C.D. Jensema, G.G. Kingsbury, F.M. Lord, J. Millman, L. Nauels, R.J. Owen, K.J. Patience, M.D. Reckase, J. Spray, H. Swaminathan, V.W. Urry, M. Waters, D.J. Weiss, R.W. Wood, A.R. Zara и многих других. С начала 90¬х годов компьютерное адаптивное тестирование получило за рубежом широкое признание в сфере практики. В значительной мере этому способствовали прикладные теоретические исследования таких ученых, как C.V. Bunderson, D.K. Inouye, G.G. Kingsbury, J.B. Olsen, H. Wainer, D.J. Weiss, работы которых были не только поддержаны педагогической общественностью, но и нашли широкое применение в практике профессионального отбора в ряде структур промышленного и военного комплексов» [38]. В России тоже уделяется большое внимание адаптивному тестированию, по данной теме существует большое количество различной литературы отечественных авторов, таких как В.С. Аванесов, Ю.С. Адамова, В.О. Виноградов, Н.В. Вознесенская, В.И. Звонников, А.А. Малыгин, Л. Растригин и М.Эренштейн, М.Б. Челышкова, М. Чибичян и многих других.
Однако, несмотря на возрастающую популярность направления адаптивного обучения и требования в связи с этапом цифровизации к персонализации обучения, широкого распространения на практике адаптивные тесты пока не получили, что связано, на наш взгляд, с нехваткой в свободном доступе программ, позволяющих создавать эти тесты, и самих адаптивных тестов, которыми смог бы воспользоваться каждый учитель.
Математика является одним из самых сложных предметов школьной программы и в то же время - одним из самых необходимых, так как способствует развитию мышления учащихся, учит думать, рассуждать, анализировать и делать выводы, поэтому очень важно, чтобы каждый ученик изучал этот предмет. Однако способность усваивать математический материал у всех разная и учителю необходимо это учитывать при организации педагогической деятельности, необходимо объективно оценивать уровень знаний учащихся, чтобы у учеников не пропала мотивация к изучению данного предмета и каждый смог в полной мере реализовать свои возможности. Применение технологий адаптивного обучения способно помочь в этом учителю.
Этим и обусловлена актуальность нашей работы.
Тесты на уроках математики чаще всего применяются с целью контроля знаний учащихся, однако с помощью использования адаптивных тестов возможна реализация и обучающей функции. Данные тесты позволяют своевременно диагностировать пробелы в знаниях и диагностировать уровень владения материалом, что очень важно, так как это поможет избежать проблем с усвоением учащимися последующего материала. Большинство тем по алгебре, успешность изучения которых влияет на успешность изучения последующих тем, как в алгебре, так и в геометрии, требуют особого внимания. Одной из них является тема «Квадратные уравнения», с которой учащиеся знакомятся в 8 классе. Отсутствие у учеников навыков решения квадратных уравнений может привести к проблемам при изучении квадратичной функции, а также при решении различных задач, в том числе геометрических. К сожалению, ученики нередко сталкиваются с этими проблемами. Адаптивные тесты по теме «Квадратные уравнения» помогут не только учителю при выявлении уровня знаний учащихся, но и ученикам, в целях отработки навыков решения квадратных уравнений. При этом данные тесты можно использовать при самостоятельном обучении.
Однако при анализе литературы мы не встретили ни одной работы, содержащей четкие рекомендации по созданию адаптивных тестов в области математики. Была найдена только одна работа, связанная с разработкой и применением адаптивных тестов по алгебре [40].
Вышесказанное определило цель исследования, которая состоит в разработке серии адаптивных компьютерных тестов по алгебре для учащихся 8 класса по теме «Квадратные уравнения».
В соответствии с поставленной целью потребовалось решить следующие задачи:
• на основе анализа литературы выявить основные черты адаптивного педагогического тестирования, его преимущества и недостатки;
• изучить методики реализации адаптивных тестов в системах дистанционного обучения и проанализировать различные программы для создания компьютерных тестов, выявить их плюсы и минусы;
• сконструировать и реализовать адаптивный тест по алгебре для 8 классов в программе, которая позволяет создать тест, удовлетворяющий выявленным на предыдущих этапах требованиям;
• провести апробацию построенных тестов.
В процессе исследования мы ещё раз убедились в том, что тестирование на данный момент является одной из самых удобных и популярных форм контроля знаний учащихся и путём создания адаптивных тестов возможно повысить эффективность этого процесса. На основе анализа литературы по теме исследования были выявлены достоинства и недостатки адаптивного тестирования, основные типы и стратегии тестирования, основные требования к содержанию адаптивных тестов, а также к этапам их создания, было выяснено, какие используются правила начала и окончания тестирования, рассмотрены виды тестовых заданий.
После знакомства с теорией тестирования мы приступили к выбору алгоритма наших будущих адаптивных тестов, а также к выбору инструмента для его реализации. На основе проведенного анализа различных программ (HotPotatoes, SunRav TestOfficePro, ACT-Тест Plus), систем дистанционного обучения (Moodle, Stepik), а также онлайн-сервисов (Google Forms, OneTestPad) были выявлены их плюсы и минусы. Выбрав инструмент для создания адаптивных тестов, мы приступили к разработке их содержания. Было решено конструировать тесты по теме «Квадратные уравнения». Используя различные учебники и дидактические материалы по алгебре 8 класса, мы создали банк заданий, в котором все вопросы были распределены нами по трём уровням сложности. Тестовые задания и варианты ответов продумывались с учётом требований к конструированию тестовых заданий, а также с учетом требований к заданиям с точки зрения методики обучения математики. Нами была осуществлена проверка решения каждого задания и продумано содержание каждой подсказки таким образом, чтобы оно было понятно большему количеству тестируемых. После мы перешли к конструированию тестов в системе Google Forms и подробно описали наши шаги, для того чтобы любой учитель и преподаватель, у которых будет возможность познакомиться с нашим исследованием, смогли создать подобный адаптивный тест.
Затем была проведена апробация тестов. Были проверены остаточные знания учащихся 8-го класса Средней общеобразовательной школы №96 г. Санкт- Петербурга по теме: «Квадратные уравнения» и получена статистика о качестве усвоения ими данной темы.
Нами была разработана анкета, которая помогла выявить плюсы и минусы наших адаптивных тестов. Анкетирование было проведено среди учащихся, а также среди студентов старших курсов факультета математики, выступивших в роли экспертов. Благодаря этому опросу мы убедились в надежности онлайн- сервиса Google Forms, а также в том, что в формулировках заданий, в ответах и решениях отсутствуют опечатки. Ответы учащихся показали, что тесты помогли им восстановить в памяти основные формулы по теме «Квадратные уравнения», а также основные методы решения квадратных уравнений. Согласно результатам анкетирования, наши тесты выполняют обучающую функцию, так как большинство учащихся положительно ответили на вопросы «Узнали ли Вы что-то новое...» и «Научились ли Вы чему-то новому...». Для совершенствования эргономических возможностей разработанных тестов, мы планируем использовать в заданиях и подсказках шрифты более высокого разрешения, постепенно расширять банк вопросов и вносить разнообразие в задания внутри блоков, например, включить задания на поиск параметра квадратного уравнения, корни которого принадлежат данному промежутку.
Адаптивные компьютерные тесты, созданные нами в Google Forms, можно использовать для диагностики знаний учащихся и своевременного выявления пробелов. Эти тесты ученики могут проходить при самостоятельном обучении для закрепления или повторения изученного материала. Также они будут полезны учащимся при подготовке к экзамену, так как в ОГЭ есть задания, направленные на проверку умений решать квадратные уравнения, или при подготовке к самостоятельной или контрольной работе.
Таким образом, цель нашего исследования была достигнута и были решены все поставленные задачи.
В дальнейшем мы планируем создать адаптивные компьютерные тесты, в которых в зависимости от ответов предъявляются различные подсказки. Так, например, если ученик получил корни с противоположными знаками, в связи с чем указал неправильный ответ, система показывает ему подсказку, которая не содержит подробное решение, а напоминает формулу и советует проверить знаки. Благодаря этому дети смогут совершенствовать навыки самопроверки, научатся находить ошибки в своём решении, что поможет им при дальнейшем обучении. Анализ литературы показал, что несмотря на то, что адаптивное тестирование очень популярно, средств для создания адаптивных тестов, которые находятся в свободном доступе очень мало, в связи с этим широкого распространения на практике эти тесты ещё не получили. Поэтому мы планируем создать программу или онлайн-сервис, в котором можно будет легко конструировать адаптивные тесты любой сложности.
После знакомства с теорией тестирования мы приступили к выбору алгоритма наших будущих адаптивных тестов, а также к выбору инструмента для его реализации. На основе проведенного анализа различных программ (HotPotatoes, SunRav TestOfficePro, ACT-Тест Plus), систем дистанционного обучения (Moodle, Stepik), а также онлайн-сервисов (Google Forms, OneTestPad) были выявлены их плюсы и минусы. Выбрав инструмент для создания адаптивных тестов, мы приступили к разработке их содержания. Было решено конструировать тесты по теме «Квадратные уравнения». Используя различные учебники и дидактические материалы по алгебре 8 класса, мы создали банк заданий, в котором все вопросы были распределены нами по трём уровням сложности. Тестовые задания и варианты ответов продумывались с учётом требований к конструированию тестовых заданий, а также с учетом требований к заданиям с точки зрения методики обучения математики. Нами была осуществлена проверка решения каждого задания и продумано содержание каждой подсказки таким образом, чтобы оно было понятно большему количеству тестируемых. После мы перешли к конструированию тестов в системе Google Forms и подробно описали наши шаги, для того чтобы любой учитель и преподаватель, у которых будет возможность познакомиться с нашим исследованием, смогли создать подобный адаптивный тест.
Затем была проведена апробация тестов. Были проверены остаточные знания учащихся 8-го класса Средней общеобразовательной школы №96 г. Санкт- Петербурга по теме: «Квадратные уравнения» и получена статистика о качестве усвоения ими данной темы.
Нами была разработана анкета, которая помогла выявить плюсы и минусы наших адаптивных тестов. Анкетирование было проведено среди учащихся, а также среди студентов старших курсов факультета математики, выступивших в роли экспертов. Благодаря этому опросу мы убедились в надежности онлайн- сервиса Google Forms, а также в том, что в формулировках заданий, в ответах и решениях отсутствуют опечатки. Ответы учащихся показали, что тесты помогли им восстановить в памяти основные формулы по теме «Квадратные уравнения», а также основные методы решения квадратных уравнений. Согласно результатам анкетирования, наши тесты выполняют обучающую функцию, так как большинство учащихся положительно ответили на вопросы «Узнали ли Вы что-то новое...» и «Научились ли Вы чему-то новому...». Для совершенствования эргономических возможностей разработанных тестов, мы планируем использовать в заданиях и подсказках шрифты более высокого разрешения, постепенно расширять банк вопросов и вносить разнообразие в задания внутри блоков, например, включить задания на поиск параметра квадратного уравнения, корни которого принадлежат данному промежутку.
Адаптивные компьютерные тесты, созданные нами в Google Forms, можно использовать для диагностики знаний учащихся и своевременного выявления пробелов. Эти тесты ученики могут проходить при самостоятельном обучении для закрепления или повторения изученного материала. Также они будут полезны учащимся при подготовке к экзамену, так как в ОГЭ есть задания, направленные на проверку умений решать квадратные уравнения, или при подготовке к самостоятельной или контрольной работе.
Таким образом, цель нашего исследования была достигнута и были решены все поставленные задачи.
В дальнейшем мы планируем создать адаптивные компьютерные тесты, в которых в зависимости от ответов предъявляются различные подсказки. Так, например, если ученик получил корни с противоположными знаками, в связи с чем указал неправильный ответ, система показывает ему подсказку, которая не содержит подробное решение, а напоминает формулу и советует проверить знаки. Благодаря этому дети смогут совершенствовать навыки самопроверки, научатся находить ошибки в своём решении, что поможет им при дальнейшем обучении. Анализ литературы показал, что несмотря на то, что адаптивное тестирование очень популярно, средств для создания адаптивных тестов, которые находятся в свободном доступе очень мало, в связи с этим широкого распространения на практике эти тесты ещё не получили. Поэтому мы планируем создать программу или онлайн-сервис, в котором можно будет легко конструировать адаптивные тесты любой сложности.