XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Создание и защита системы тестирования
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Современное развитие общества, развитие его промышленного и научного потенциала требует глубокого переосмысления образовательного процесса. Если раньше обучение было направлено на приобретение студентом (школьником) определенного объема знаний, то теперь образование предусматривает в качестве обязательного элемента овладение приёмами самостоятельного приобретения знаний, и их последующего творческого применения. Только целенаправленный, осознанный и самостоятельный труд учащегося может стать надежным фундаментом глубоких и прочных знаний, привить вкус к познанию и явиться основой потребности к непрерывному самообразованию специалиста в процессе его будущей трудовой деятельности.
Важный элемент организации самостоятельной работы студентов – контроль знаний. Практика показывает целесообразность использования для этой цели сочетание различных форм контроля, среди которых тестирование является одной из современных форм контроля и самоконтроля самостоятельной работы студента (школьника). Тест дает возможность оценить уровень знаний, умений и навыков студента (школьника) по изучаемой теме или разделу курса. Тест позволяет не только проводить диагностику уровня подготовки студента (школьника), но имеет также учебное, воспитательное и организационное значение. Тестирование открывает возможность объективно и, главное, количественно определить уровень знаний студента (школьника), сводя к минимуму субъективизм преподавателя.
Основная цель тестирования — обеспечение объективной оценки результатов обучения, которая ориентирована на характеристику освоения содержания курса дисциплины или на дифференциацию учащихся. Тестирование часто проводится внешними структурами и носит характер независимых проверок. Примером независимого итогового тестирования в России является ОГЭ и ЕГЭ, тестирование при аттестации школ и т.д.
Цель и задачи проекта
Цель проекта - создать электронную тестовую систему контроля знаний.
Задачи:
Изучить классификацию тестов.
Изучить способы проверки знаний с помощью тестов.
Выявить достоинства и недостатки проверки знаний с помощью тестов.
Разработать собственную систему тестирования.
Апробировать тест-систему на практике.
Предусмотреть защиту системы тестирования.
Объект работы: электронная система тестирования.
Актуальность темы очевидна, т.к. использование электронной системы тестирования позволяет объективно оценить глубину усвоения учебного материала, как по отдельной теме, так и по всему курсу изучаемой дисциплины. В сочетании с традиционными формами контроля знаний, тестирование является одной из самых значимых современных форм контроля и самоконтроля самостоятельной работы студента.
Практическая значимость: созданную портативную электронную тест-систему можно использовать для контроля знаний.
1. Классификация тестов
Началом использования тестирования в мировой практике считается конец 19 - начало 20 века. Одним из первых, кто начал использовать точные измерительные методы стал учёный из Англии Френсис Гальтон (1882-1911). Во время международной выставки в Лондоне в 1884 году была устроена лаборатория, в которой людям в возрасте 5 – 80 лет предлагалось проверить свои физические способности и психические свойства по 17 различным показателям. Главной заслугой Ф. Гальтона является формулировка трёх основных принципов, которые используют и по сей день.
1) Применение серии одинаковых испытаний к большому количеству испытуемых.
2) Статистическая обработка результатов.
3) Выделение эталонов оценки.
Впервые тесты успеваемости (тесты для проверки знаний учащихся в разных учебных дисциплинах) начали применяться в 1894 году. В. А. Макколл разделил тесты на 2 вида – педагогические и психологические. Макколл обосновал цель использования педагогических тестов – объединение в группы учащихся, усваивающих равный по объёму материал с одинаковой скоростью. Однако основоположником педагогических измерений считается психолог Э. Торндайк. Ему приписывают разработку первого педагогического теста.
1.1. Педагогический тест — это инструмент оценивания обученности учащихся, состоящий из системы тестовых заданий, стандартизованной процедуры проведения, обработки и анализа результатов.
Тесты можно классифицировать по различным признакам:
по целям — информационные, диагностические, обучающие, мотивационные, аттестационные;
по процедуре создания — стандартизованные, не стандартизованные;
по способу формирования заданий — детерминированные, стохастические, динамические;
по технологии проведения — бумажные, в том числе бумажные с использованием оптического распознавания, натурные, с использованием специальной аппаратуры, компьютерные;
по форме заданий — закрытого типа, открытого типа, установление соответствия, упорядочивание последовательности;
по наличию обратной связи — традиционные и адаптивные.
1.2.Традиционный тест
Традиционный тест содержит список вопросов и различные варианты ответов. Каждый вопрос оценивается в определенное количество баллов. Результат традиционного теста зависит от количества вопросов, на которые был дан правильный ответ. По мнению Аванесова В. С. традиционный тест — система заданий, предъявляемая в порядке увеличения сложности в одно и то же время, с одинаковой системой оценивания для всех тестируемых.
1.3. Адаптивный тест
Особый вид теста, в котором каждое последующее задание выбирается в зависимости от ответов на предыдущие задания. Последовательность заданий и их количество в таком виде теста определяется динамически. Самыми значимыми преимуществами компьютерного адаптивного тестирования перед традиционным являются:
возможность адаптации под уровень знаний тестируемого (не придется отвечать на слишком сложные или слишком простые вопросы);
экономия времени и сил за счет сокращения количества заданий (длина теста может быть уменьшена до 60%) без потери уровня достоверности.
2. Достоинства и недостатки проверки знаний с помощью тестов
2.1. Достоинства
Тестирование является более качественным и объективным способом оценивания, его объективность достигается путём стандартизации процедуры проведения, проверки показателей качества заданий и тестов целиком.
Тестирование— более справедливый метод, оно ставит всех учащихся в равные условия, как в процессе контроля, так и в процессе оценки, практически исключая субъективизм преподавателя. По данным английской ассоциации NEAB, занимающейся итоговой аттестацией учащихся Великобритании, тестирование позволяет снизить количество апелляций более чем в три раза, сделать процедуру оценивания одинаковой для всех учащихся вне зависимости от места проживания, типа и вида образовательного учреждения, в котором занимаются учащиеся.
Тесты это более объёмный инструмент, поскольку тестирование может включать в себя задания по всем темам курса, в то время как на устный экзамен обычно выносится 2-4 темы, а на письменный — 3-5. Это позволяет выявить знания учащегося по всему курсу, исключив элемент случайности при вытаскивании билета. При помощи тестирования можно установить уровень знаний учащегося по предмету в целом и по отдельным его разделам.
Тест это более точный инструмент, так, например, шкала оценивания теста из 20 вопросов, состоит из 20 делений, в то время, как обычная шкала оценки знаний — только из четырёх.
затраты при тестировании приходятся на разработку качественного инструментария, то есть имеют разовый характер. Затраты же на проведение теста значительно ниже, чем при письменном или устном контроле. Проведение тестирования и контроль результатов в группе из 30 человек занимает полтора два часа, устный или письменный экзамен— не менее четырёх часов.
Тестирование — это более мягкий инструмент, они ставят всех учащихся в равные условия, используя единую процедуру и единые критерии оценки, что приводит к снижению предэкзаменационных нервных напряжений.
2.2. Недостатки
Разработка качественного тестового инструментария — длительный, трудоемкий и дорогостоящий процесс. Стандартные наборы тестов для большинства дисциплин ещё не разработаны, а разработанные обычно имеют очень низкое качество. Данные, получаемые преподавателем в результате тестирования, хотя и включают в себя информацию о пробелах в знаниях по конкретным разделам, но не позволяют судить о причинах этих пробелов.
Тест не позволяет проверять и оценивать высокие, продуктивные уровни знаний, связанные с творчеством, то есть вероятностные, абстрактные и методологические знания.
Широта охвата тем в тестировании имеет и обратную сторону. Учащийся при тестировании, в отличие от устного или письменного экзамена, не имеет достаточно времени для сколько-нибудь глубокого анализа темы.
Обеспечение объективности и справедливости теста требует принятия специальных мер по обеспечению конфиденциальности тестовых заданий. При повторном применении теста желательно внесение в задания изменений.
В тестировании присутствует элемент случайности. Например, учащийся, не ответивший на простой вопрос, может дать правильный ответ на более сложный вопрос. Причиной этого может быть, как случайная ошибка в первом вопросе, так и угадывание ответа во втором. Это искажает результаты теста и приводит к необходимости учета вероятностной составляющей при их анализе.
3. Технология создания теста по учебной дисциплине
Технология создания тестов предполагает несколько последовательных этапов:1. Определение целей тестирования: текущий контроль (диагностика усвоения отдельных
тем и разделов), рубежный контроль, итоговый контроль (по всей программе учебной
дисциплины), контроль остаточных знаний (по одной дисциплине или по циклу дисциплин).
2. Анализ содержания учебной дисциплины, систематизация материала, составление
структурно-логической схемы дисциплины.
3. Разработка таблиц спецификации.
4. Разработка тезауруса.
Создание тестов на высоком методологическом уровне требует от преподавателя
разработки четкой понятийно-терминологической структуры курса - тезауруса: проверяемых в тестах понятий, структурированных по темам и разделам учебной дисциплины. Такая разработка является самостоятельным методическим материалом, должна входить в УМК.
Разработка тезауруса решает ряд задач, связанных не только с тестированием:
- помогает моделировать процессы структуризации, систематизации, конструирования и
усвоения знаний;
- помогает устранить дублирование тем в программах учебных дисциплин
4. Создание защиты системы тестирования.
Идею для реализации моего проекта, мы случайно увидели на одном ютюб-канале. Её суть заключается в программировании платформы arduino для выдачи импульсов на светодиод или вибромоторчик.
Итак, мне потребовались: вибромоторчик, светодиод, плата arduino, кнопка, аккумулятор. Вибромоторчик можно приобрести в любом радио магазине города. Осталось придумать орган управления и навигации в ответах. Для второго нам будет достаточно обычной кнопки, а основным компонентом будет платформа arduino, в которую мы запишем ответы на тест, она же будет управлять вибромоторчиком.
И так, рассмотрим наш концепт, тестировочная система с платой и аккумулятором, крепится в пластиковом корпусе, которую мы создали с помощью 3D-принтера. Интерфейс управления в виде кнопки выведен наружу.
Фото1.
Собрали схему и рассмотрели 2 варианта хранения ответов.
Первое - это встроенная память arduino ее хватит примерно 1000 ответов, то есть например 30 вариантов с 30 ответами в каждом и второе, это карта памяти с текстовым файлом, тут лимита нет и можно хранить хоть 1000 вариантов 100 вопросных тестов, это будет удобно так же в том случае если вы хотите записать ответы с телефона. Вибромотор достаточно мощный, подключать его на прямую нельзя. Нужно использовать транзистор.
Мы использовали полевой транзистор 2n7000. Для защиты транзистора от индуктивных выбросов нужно использовать диод, почти любой и 2 резистора на 10 кОм и 100 Ом. Питать схему будем от литиевого пакетика с платой защиты и зарядки.
О бщая схема подключения выглядит так.
Схема 1.
Аккумулятор через зарядно–защитный модуль через выключатель питает плату, к плате припаян вибромоторчик и кнопка.
Аккумулятора на 200 мАч хватит на 10 часов работы в режиме ожидания
К орпус я распечатал на 3D-принтере, и укомплектовал все компоненты, в нем же я вырезал отверстия для кнопки, вибромоторчика, выключателя, и портов зарядки и порта ардуино для заливки ответов или с смартфона через терминал порта использовав otg.
Для того чтобы загрузить ответы надо открыть консоль в скетче
Фото 2.
написанного в ардуино, в другом текстовом редакторе записываем ответы, номер варианта нужно записывать через ”B” английскую и в конце ставить «;» пример
В1;
1
2
3
4
Если в варианте цифры, идущие в определенном порядке, то нужно писать их через запятую:1,4,5,2,3
Ответы отправляем в монитор пора и загружаем.
Когда ответы загружены, мы можем пользоваться нашим устройством. Для этого накликиваем нужный вариант, например 2. Звучит подтверждение того, что я выбрал 2-й вариант. Для того, чтобы начать воспроизводить ответы, нужно зажать кнопку. Однократная вибрация означает то, что все готово и нажатием кнопки мы переключаем ответы. Если нам нужно выйти в главное меню, то нужно зажать кнопку.
Я применил свою тест-систему на практике. Мне успешно удалось провести проверку знаний по биологии на тему «Биогеоценоз». Тестировочная система прошла проверку без сбоев. Время работы без подзарядки составило 7 часов, что позволяет использовать тест-систему полный рабочий день.
Заключение
В ходе проделанной работы цель, поставленная в проекте, была достигнута, все поставленные задачи – выполнены.
Тестирование как эффективный способ проверки знаний находит в учебных заведениях все большее применение. Одним из основных и несомненных его достоинств является минимум временных затрат на получение надежных итогов контроля. При тестировании используют как бумажные, так и электронные варианты. Последние особенно привлекательные, так как позволяют получить результаты практически сразу по завершении теста. Следует отметить, что именно тестирование постепенно становится и основной формой сдачи экзаменов.
Результат моей проектной работы – портативная электронная тест-система может быть применима на практике при работе, как с педагогическими тестами, так и с психологическими тестами, выполняемыми группами обучающихся.
Мы считаем, что наш проект можно использовать не только для тестирования на занятиях по информатике, физике, математике, но и для других предметов.
Список литературы
Блум Джереми. Изучаем Arduino инструменты и методы технического волшебства. – Издательство «BHV», 2020.
Майоров А.Н. Теория и практика создания тестов для системы образования. (Как выбирать, создавать и использовать тесты для целей образования). – М., «Интеллект-центр», 2001. – 296 с.
Российская педагогическая энциклопедия / Под ред. В.В.Давыдова. В 2-х тт. Т.2. М., 1999. 4.
Федоров Е. Что такое тест// Мир образования. 1997.- № 6
Википедия –
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D1%82%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5
Канал Алекс Гайвер - https://youtu.be/9YlfDXCbW8U
Канал заметки ардуинщика - https://youtube.com/c/%D0%97%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B8%D0%90%D1%80%D0%B4%D1%83%D0%B8%D0%BD%D1%89%D0%B8%D0%BA%D0%B0
https://spb.hse.ru/data/2014/01/05/1340534257/method-recommendations-tests.pdf