Контролирующие программы

Контролирующие программы 1. Идея обучения с помощью компьютера появилась давно. Первые попытки относятся к концу 50-х годов. В то время уже имелась возможность "общения" человека с компьютером посредством используемого в качестве устройства ввода/вывода телеграфного аппарата-телетайпа. Надлежащим образом запрограммированный компьютер заносит в свою память набираемый человеком на клавиатуре телетайпа текст запроса, а по окончании ввода этого текста производит некоторый анализ

его и печатает на телетайпе заранее заготовленный, или конструируемый из подходящих элементов текст ответа. Или проще - компьютер выдает на телетайп текст вопроса или условия задачи и ждет ввода с клавиатуры ответа, который затем сверяется с имеющимся эталоном, чтобы выдать оценку: верно/неверно. С тех пор во всем мире ведутся непрерывные научные поиски решения проблемы эффективного и дешевого способа обучения с помощью компьютера. Сегодня престиж и рейтинг учебного заведения определяются не

только общим уровнем преподавания, наличием в штате сотрудников ученых с мировым именем и материально-технической базой, но и эффективностью и качеством системы контроля знаний учащихся. Несомненно, что его наиболее оперативной, современной и объективной формой является тестовый контроль в компьютерном варианте. Широкое распространение в настоящее время получают инструментальные авторские системы по созданию педагогических средств: обучающих программ, электронных учебников, компьютерных

тестов. Особую актуальность для преподавателей школ и вузов приобретают программы для создания компьютерных тестов – тестовые оболочки. Подобных программных средств существует множество и программисты-разработчики готовы строить новые варианты так называемых авторских систем. Однако широкое распространение этих программных средств сдерживается отсутствием простых и нетрудоёмких методик составления тестовых заданий, с помощью которых можно «начинять» оболочки.

Известно большое количество программных продуктов, позволяющих создавать тестовые задания и использовать их для контроля знаний учащихся. Однако большая их часть не ориентирована на использование графических и других иллюстраций, или же это требует настолько неудобно, или трудно, что требует привлечения других специалистов. Создание обучающих и контролирующих средств - сложная и трудоемкая работа, требующая совместных усилий опытных преподавателей-лекторов, разработчиков программных средств, программистов и др.

Наиболее сложной является работа по созданию учебников и учебных пособий, лабораторных практикумов, тестовых материалов. Широкомасштабному ведению такой работы в вузах препятствует отсутствие финансовых ресурсов для ее стимулирования. В результате она проводится бессистемно, главным образом силами отдельных преподавателей и работников ИТ-подразделений. Серьезным препятствием при создании обучающе-контролирующих программ является и недостаточный уровень компьютерной подготовки профессорско-преподавательского состава.

2. В конце 80-х годов проблемной лабораторией электронных вычис­лительных машин Московского государственного университета была создана микрокомпьютерная система обучения "Наставник". Типовой вариант системы рассчитан на обучение одновременно до 32 учащихся, обслуживаемых одним микрокомпьютером. Система проста и удобна в управлении, не требует специальной подготовки преподавателей и удобна для обучаемых. Все общение с компьютером происходит по подсказкам и контролем с его стороны.

Программное обеспечение системы состоит из пяти частей. Три части, "Обучение", "Экзамен", "Тест", обеспечивают возможность проведения соответствующих заня­тий. Подсистемы "Экзамен" и "Тест" предназначены для контроля знаний и умений. В режиме "Экзамен" обучаемый получает от преподавателя набор секций, в которых получает определенное

преподавателем число упражнений с ограниченным числом попыток ответов. Верные ответы подтверждаются, а неверные отрицаются, однако справки не выдаются. "Тест" отличается от "Экзамена" тем, что каждый учащийся отвечает на все имеющиеся в учебном материале вопросы, причем попытка ответа предоставляется только одна. Ответы не подтвержда­ются и не отрицаются. Вся работа учащегося протоколируется.

Учебно-методическое оснащение наименее фиксировано и наиболее открыто для наращивания и развития. Жестко определены только форматы и правила оформления учебных материалов. Никаких ограничений по тематике и содержанию учебных материалов, равно как и методик или дидактических приемов, кроме необходимости выражаться в форме множественного выбора, нет. 3. Последние годы в педагогической практике все большее распространение получают компьютерные обучающие

программы , разработанные для совершенствования и поддержки учебного процесса. Компьютерные обучающие программы служат учебным пособием преподавателю и студенту, могут не только обучать, но и контролировать знания, выдавать справочную информацию и т.д. Предлагается модуль компьютерных обучающих программ, рассматривающий фрагмент курса «Дискретная математика» - тему «Разбиение графа на максимальные сильно-связные подграфы».

Исследуются два метода решения задачи – метод Мальгранжа и матричный метод. Работа с модулем компьютерных обучающих программ возможна в режимах обучения и контроля. В режиме обучения студенту предоставляется возможность ознакомится с теоретическим материалом и рассмотреть основные этапы алгоритма на примерах, в которых иллюстрации сопровождаются комментариями. Контроль знаний осуществляется посредством тестирования.

В качестве тестового задания студенту предлагается решить задачу отыскания прямого и/или обратного транзитивного замыкания на графе, заданного матрицей смежности. Студенту выставляется оценка с учетом сложности теста и числом допущенных ошибок. Полученная оценка может быть улучшена, для этого необходимо пройти тест заново, изменив уровень сложности задания. При работе с модулем компьютерных обучающих программ формируется база данных, в которой накапливаются

сведения о студентах, прошедших тестирование (фамилия, группа, оценка), т.е. предусмотрена возможность ведения электронного журнала преподавателя. Использование модуля компьютерных обучающих программ в учебном процессе позволит повысить эффективность учебного процесса (занятия), сократить непроизводительные затраты времени обучаемого, оптимизировать преподавательскую деятельность посредством высвобождения времени для индивидуальной работы со студентами, а также стимулирует студентов к повышению уровня знаний.

Предлагаемый модуль компьютерных обучающих программ универсален, т.е. может быть использован и при очном обучении, и в компьютерной библиотеке, и при самостоятельной работе дома. 4. Тесты бывают двух видов: традиционные; Традиционные тесты представлены в виде системы заданий возрастающей трудности, имеющие специфическую форму, позволяющие качественно и эффективно измерить уровень и оценить структуру подготовленности студентов. При этом в зависимости от того, по скольким учебным дисциплинам

включены в тест задания, традиционные тесты разделяют на гомогенные (проверяющие знания по одному предмету) и гетерогенные (по нескольким предметам). нетрадиционные. Нетрадиционные тесты представлены интегративными, адаптивными и критериально-оценочными тестами. интегративные - нацелены на общую итоговую диагностику подготовленности выпускника учебного заведения. В одном тесте предъявляются знания из двух и более учебных дисциплин.

Проведение подобного тестирования проводится, как правило, при интегративном обучении. Адаптивные тесты позволяют регулировать трудность предъявляемых заданий в зависимости от ответов тестируемого. При успешном ответе компьютер выдает следующее задание, более трудное по сравнению с предыдущим, а в случае неудачи - более легкое. Критериально-оценочные тесты предназначены для того, чтобы узнать, какие элементы содержания учебной дисциплины усвоены, а какие - нет.

При этом они определяются из так называемой генеральной совокупности заданий, охватывающей всю дисциплину в целом. Существуют четыре основные формы тестовых заданий: 1. Задания с выбором одного или нескольких правильных ответов. Среди этих заданий выделяются такие разновидности, как: 1.1. Выбор одного правильного ответа по принципу: один - правильный, все остальные (один, два, три

и т.д.) - неправильные. 1.2. Выбор нескольких правильных ответов. 1.3. Выбор одного, наиболее правильного ответа. 2. Задания открытой формы. Задания сформулированы так, что готового ответа нет; нужно сформулировать и вписать ответ самому, в отведенном для этого месте. 3. Задания на установление соответствия, где элементам одного множества требуется поставить в соответствие

элементы другого множества. 4. Задания на установление правильной последовательности (вычислений, действий, шагов, операций, терминов в определениях). Для компьютерного контроля знаний, осуществляемого в виде тестов, больше всего подходят задания с выбором одного правильного ответа. Среди этих тестов наиболее распространенными в настоящее время являются тесты с возможностью выбора правильного ответа из: двух предложенных вариантов ответа; трех предложенных вариантов.

Выбор формы зависит от: цели тестирования; содержания теста; технических возможностей; уровня подготовленности преподавателя в области теории и методики тестового контроля знаний. Самым лучшим можно считать тест, в котором заложено широкое содержание, и оно охватывает более глубокие уровни знаний. Разработчики тестов должны придерживаться следующих принципов: Тест должен соответствовать целям тестирования; Нужно определить значимость проверяемых знаний в общей

системе проверяемых знаний; Должна быть обеспечена взаимосвязь содержания и формы теста; Тестовые задания должны быть правильными с точки зрения содержания; Должна соблюдаться репрезентативность содержания учебной дисциплины в содержании теста; Тест должен соответствовать уровню современного состояния науки; Содержание теста должно быть комплексным и сбалансированным;

Содержание теста должно быть системным, но, вместе с тем, вариативным. Таким образом, построение компьютерных тестов можно осуществлять в следующей последовательности: формализация экспертной целевой модели знаний; нисходящее (или снизу – вверх) проектирование тестового пространства; формирование и наполнение тестовых заданий; формирование полного компьютерного теста; тестовый эксперимент; выбор эффективного теста; анализ, корректировка и доводка теста до вида эксплуатации.

В начале любого теста дается краткая инструкция по выполнению задания, например: "Выберите правильный ответ…", "Выберите наиболее правильный ответ…", "Впечатайте в свободном поле ответ…" и т.п. Если задания представлены в одной форме, инструкция пишется один раз для всего теста. Если же тест включает различные задания, то перед каждым новым заданием пишется новая инструкция. Текст задания, как правило, пишется прописными буквами или жирным шрифтом

для того, чтобы зрительно сразу же отделить само задание от вариантов ответа. Текст заданий (и ответов!) компьютерных тестов необходимо делать кратким и лаконичным. Краткость обеспечивается тщательным подбором слов, символов, графиков, позволяющих минимумом средств добиваться максимума ясности смысла задания. Полностью должны исключаться повторы слов, малопонятные, редко употребляемые слова, а также неизвестные учащимся символы, иностранные слова, затрудняющие восприятие

смысла. Одно из важных требований при тестировании - наличие заранее разработанных правил выставления баллов. В общем случае применения тестов за правильный ответ в каждом задании дается один балл, за неправильный - ноль. Сумм всех баллов, полученных студентом, дает число правильных ответов. Это число ассоциируется с уровнем его знаний и с понятием "тестовый балл испытуемого". Но существуют и другие, более сложные схемы оценивания, например, рейтинговые.

5. Для создания тестов по предметной области существуют и разрабатываются специальные инструментальные программы-оболочки, позволяющие вырабатывать компьютерные тесты путём формирования базы данных из набора тестовых заданий. Какие вы знаете программы для создания тестов? В большинстве случаев тестовые оболочки (ТО) построены на принципах однозначного распознавания ответов тестируемого: выбор, шаблонный ответ, конструирование ответа.

Другим важным свойством ТО должно быть наличие возможности передачи результатов и протокола тестирования какому-либо статистическому пакету для дальнейшей обработки, что в некоторых существующих ТО представлено неполно.[5] В настоящее время на рынке программных продуктов имеется достаточно много разнообразных программных систем зарубежного и отечественного производства, выполняющих функции такого рода тестовых оболочек. Каждая из этих оболочек имеет свой, часто уникальный формат хранения тестовых

заданий и однажды разработанные наборы тестов для конкретной тестирующей программы оказываются неприменимы для других тестирующих программ. Для каждой тестовой оболочки приходится заново создавать набор тестовых заданий. Технология проектирования компьютерных тестов предметной области. Компьютеры в обучении вопрос, требующий отдельного рассмотрения. Отметим лишь, что различные варианты АОС (автоматизированных обучающих систем) вобрали в себя лучшие

достижения компьютерных технологий и стали широко популярными не только в учебных заведениях, но и при подготовке персонала в промышленности, различных социальных сферах, военном деле. Обучение многогранный процесс, и контроль знаний – лишь одна из его сторон. Однако именно в ней компьютерные технологии продвинулись максимально далеко, и среди них тестирование занимает ведущую роль. В ряде стран тестирование потеснило традиционные формы контроля – устные и письменные

экзамены и собеседования. По-видимому, многие преподаватели уже прошли через некоторую эйфорию при создании тестов и поняли, что это весьма непростое дело. Куча бессистемно надёрганных вопросов и ответов – далеко ещё не тест. Оказывается, что для создания адекватного и эффективного теста нужно затратить много труда. Компьютер может оказать в этом деле немалую помощь. Существует специальная теория тестирования, оперирующая понятиями надёжность, валидность, матрица покрытия

и т.д. не специфических именно для компьютерных тестов. Здесь мы не будем в неё углубляться, сосредоточившись в основном на технологических аспектах. В настоящем разделе представлены некоторые подходы к разработке компьютерных тестов. Этапы разработки компьютерных тестов. Можно выделить два принципиальных способы контроля (тестирования) некоторой системы: 1) метод «белого ящика» - принцип тестирования экспертной модели знаний;

2) метод «чёрного ящика» - тестирование некоторой сложной системы по принципу контроля входных и выходных данных (наиболее подходит для компьютерного тестирования). Ведём ряд определений и понятий. Тестирование – процесс оценки соответствия личностной модели знаний ученика экспертной модели знаний. Главная цель тестирования – обнаружение несоответствия этих моделей (а не измерение с помощью знаний), оценка уровня их несоответствия.

Тестирование проводится с помощью специальных тестов, состоящих из заданного набора тестовых заданий. Тестовое задание – чёткое и ясное задание по предметной области, требующее однозначного ответа или выполнения определённого алгоритма дейсвий. Тест – набор взаимосвязанных тестовых заданий, позволяющих оценить соответствие знаний ученика экспертной модели знаний предметной области. Тестовое пространство – множество тестовых заданий, таких, что выполнение одного из них учеником гарантирует

выполнение других. Полный тест – подмножество тестового пространства, обеспечивающего объективную оценку соответствия между личностной моделью и экспертной моделью знаний. Эффективный тест – оптимальный по объёму полный тест. Самой сложной задачей эксперта по контролю является задача разработки тестов, которые позволяют максимально объективно оценить уровень соответствия или несоответствия личностной модели знаний ученика и экспертной

модели. Самый простой способ составления тестовых заданий – формирование вопросов к понятиям, составляющим узлы семантического графа, разработка упражнений, требующих для выполнения знаний свойств выбранного понятия. Более сложным этапом является разработка тестовых заданий, определяющих отношения между понятиями. Ещё более глубокий уровень заданий связан с подбором тестов, выявляющих связь понятий между отдельными модулями. Множество тестовых заданий (тестовое пространство), вообще говоря, согласно принципу исчерпывающего

тестирования, может быть бесконечным. Однако в каждом реальном случае существует конечное подмножество тестовых заданий, использование которых позволяет с большой вероятностной точностью оценить соответствие знаний ученика заданным критериям по экспертной модели знаний (полный тест). Из полного теста можно выделить эффективный тест (оптимальный по объёму набор тестовых заданий, гарантирующий оценку личностной модели ученика заданным критериям).

Выбор эффективного теста зависит от удачного разбиения тестового пространства на классы эквивалентности, пограничные условия, создание тестов на покрытие путей и логических связей между понятиями и модулями. В дальнейшем необходим эксперимент на группе учащихся, который позволит провести корректировку и доводку теста до вида эксплуатации (методика чёрного ящика). Типы компьютерных тестов В соответствии с моделью знаний, выделим три класса компьютерных тестов на

знания, умения и навыки. Отметим, что типы компьютерных тестовых заданий определяются способами однозначного распознавания ответных действий тестируемого. 1. Типы тестовых заданий по блоку «знания» - вопросы альтернативные (требуют ответа да – нет); вопросы с выбором (ответ из набора вариантов); вопросы информативные на знание фактов (где, когда, сколько); вопросы на знание фактов, имеющих формализованную структуру (в виде информационной модели или схемы знаний); вопросы по темам, де имеются однозначные общепринятые знаковые модели: математические

формулы, законы, предикатные представления, таблицы; вопросы, ответы на которые можно контролировать по набору ключевых слов; вопросы, ответы на которые можно распознавать каким-либо методом однозначно. 2. Типы тестовых заданий по блоку «навыки» (распознание деятельности: манипуляции с клавиатурой; по конечному результату): задания на стандартные алгоритмы (альтернативные да – нет, выбор из набора вариантов); выполнение действия. 3. Типы тестовых заданий по блоку «умения».

Те же самые, что для навыков, но используют нестандартные алгоритмы и задачи предметной области при контроле времени их решения: задания на нестандартные алгоритмы (альтернативные да – нет, выбор из набора вариантов); выполнение действия. Выбор тестов определяется: особенностями инструментальных тестовых программ (тестовыми оболочками); особенностями предметной области; опытом и мастерством экспертов. Анализ программы: РОССИЯ НА РУБЕЖЕ ТРЕТЬЕГО ТЫСЯЧЕЛЕТИЯ

Обучающая программа даёт возможность познакомиться с Россией средствами мультимедиа, получить впечатления от её колоссального потенциала и убедиться – это действительно великая страна. Диск содержит разделы: - Россия 2000, - История России, - Наука, культура, искусство. Кроме текстовой информации диск содержит 55 музыкальных фрагментов,

45 видео фрагментов, около 1000 полноцветных фотографий. Системные требования диска: IBM PC Pentium-166 Оперативная память 32 Мб Разрешение экрана – 800 на 600, True Color 24 bit Манипулятор «мышь» Звуковая плата 16 бит Дисковод CD-ROM 4-кратной скорости WINDOWS 9X/NT/2000 Руководитель проекта

Член Союза кинематографистов Академик Академии Энциклопедий, Член-корреспондент Российской Академии естественных наук Осин А.В постановщики Буянова Т.А Залетаева Е.Э. и многие другие. В мультимедиа издании включены: цитаты из доступных источников: Информационно-статический альманах «Нова Россия» С.

П. «Вся Москва», Москва, 1994 – П.П. фон Винклер и мн.др. Материалы и документы, которыми владеют: Государственный архив фотодокументов в РФ, Российский государственный архив кинофотодокументов, Государственная Третьяковская галерея и мн. др. Установка диска После установки диска в устройство чтения CD-ROM, автоматически откроется окно для установки программы.

Потребуется установка программы. Автоматически появится окно Интернет ссылок, Quick Time. После установки программы, можно начать работу с диском. Пуск/Программы/RNMC/Russia 2000 На экране появится заставка, видео сюжет, после чего появится титульный лист на котором предлагается три раздела: Россия 2000, История России, Наука, культура, искусство. Кликнув мышкой по значку,

Россия 2000, перед нами откроется окно, на котором изображена карта РФ. В верхней части окна находятся подразделы: Государство; Население; Флора и фауна; Территория; Россия верующая; Экономика. Чтобы перейти к нужному подразделу, следует кликнуть по нему мышкой, значок поменяет свой цвет. В нижнем правом углу каждого окна находятся два значка:

Демо и Меню. Кликнув мышкой по значку Демо, можно просмотреть, в режиме показа слайдов, иллюстрации, которые собраны в разделе Россия 2000. Кликнув мышкой по значку Меню, откроется вкладка, содержащая в себе: Помощь, Копирование текста, Указатель, Интернет - ссылки, Об авторах и Выход. Помощь: здесь подробно описано, как работать с выбранным разделом, если в этом разделе

есть видео сюжет, то будет схематично изображено, какая кнопка, что означает и т.д. Пользователь, открыв раздел, может в любой момент воспользоваться Помощью. Копирование текста: позволяется копировать текст. Следует только выбрать: Меню/Копирование текста. Указатель: здесь предлагается, ещё 4 подраздела: Тексты, Видео, Графика и Звук, т.е. всё, что имеется в этом разделе, можно просмотреть здесь.

Государство: В левой части окна изображён герб РФ, российский флаг, а также основные сведения о РФ (столица, население, площадь). Чтобы просмотреть видео сюжет, следует подвести курсор мыши к фотографии В.В. Путина и кликнуть мышкой, в правой части окна появится небольшой экран. Кликнув мышкой по значку PLAY, можно просмотреть видео сюжет с выступлением президента. В верхнем углу экрана находится кнопка закрытия окна.

В нижней части окна находится текст, содержащий информацию о РФ, текст можно просмотреть перетаскивая бегунок левой кнопкой мыши. На карте, выделены республики и области России. Подведя курсор мыши к любой области или республике, территория выделяется другим цветом. Кликнув мышкой по нужной области, в левой части окна даётся информация об этой области: герб, флаг, областной центр, население, площадь.

Вся информация даётся с музыкальным сопровождением, присуще этой области. Население: На экране появится карта России. Красными точками на карте выделены крупные города, кликнув мышкой на любую из «точек», в левой части окна можно увидеть: дату основания города, герб, население, транспорт, телефонный код города. К каждому городу своё музыкальное сопровождение. В нижней части экрана находится основная информация о населении

РФ. Флора и фауна: Карта России разделена на природные зоны, каждая из которых выделена своим цветом. Подведя курсор мыши к определённой зоне, появится надпись соответствующая этой природной зоне, картинка (отражающая природу данной зоны, которую можно увеличить, кликнув по ней мышкой) и музыкальное сопровождение. В левой части экрана даны общие сведения присущие РВ, по количественному составу: растений, млекопитающих, птиц и т.д.

В нижней части окна находится основная информация о флоре и фауне РФ. Кликнув мышкой по картинке в нижнем левом углу окна, появится информация об основных промыслах. Закрыть это окно можно, снова кликнув по нему. Территория: В левой части экрана находятся общие сведения в % составе: лесов, полей, рек и т.д. РФ. Также здесь находится картинка, кликнув по которой, откроется окно

Часовые пояса РФ. Россия верующая: Здесь рассказывается о вероисповедовании в России. Во время чтения текста, другим цветом выделены ссылки, кликнув на которые, в правой части окна появится небольшой экран, где можно просмотреть иллюстрации, на которых изображены символы и ритуалы присущи той или иной вере. Чтобы просмотреть иллюстрации, следует левой кнопкой мыши нажимать кнопку «вперёд». Также на экране есть кнопки видео сюжета, звука и текста.

Чтобы ими воспользоваться следует кликнуть на них. В левой части экрана находятся видео сюжеты 6 религий. Чтобы просмотреть сюжет, нужно кликнуть мышкой по картинке и на экране нажать кнопку PLAY. Экономика: Здесь в левой части окна находятся картинки, кликнув по которым можно просмотреть основные графики по экономике, а, также подведя курсор мыши к любому из экономических районов, в нижней части

можно подробно узнать, чем богат этот район. История России В верхней части окна расположены года от 862 до 2000. Выбрав год (кликнув по нему мышкой), в основной части окна появляется иллюстрация правителя, кликнув по которой в отдельном экране появляется небольшая информация о нём. В нижней части экрана, можно просмотреть основные даты того времени.

Так же к каждому периоду соответствующие музыкальное сопровождение. Выбрав Демо, все периоды пройдут перед вами в режиме показа слайдов. Наука, культура, искусство. Здесь предлагаются фамилии великих людей, (галереи, дворцы и многое другое), различных эпох. В левой части окна, выбрав науку, культуру или искусства, появится список великих достижений, созданных проектов, великих людей и т.д. Кликнув по выбранной ссылке, в правой части окна появится

экран, где можно будет просмотреть видео сюжет, музыкальный фрагмент или прочитать небольшую информацию о выбранном вами объекте. Для этого следует кликнуть мышкой по соответствующему значку. Обучающая программа Россия на рубеже третьего тысячелетия имеет большое значение для получения знаний о РФ. Хорошо изложенный материал, уникальные видео записи, музыкальное сопровождение, богатые энциклопедические знания, скомпонованы и изложены кратко и доступно, что позволяет легко получить нужную информацию.

Диск легок в управлении, в любой момент пользователь может обратиться за Помощью, где доступно и понятно описано управление программой. Всё это позволяет с легкостью усвоить материал, для патриотического воспитания молодого поколения. Как был организован контроль? 1. Напишите путь к вашей контролирующей программе. 2. Опишите, как выглядит окно контролирующей программы.

3. Что произошло, после того как вы запустили контролирующую программу? 4. Как происходил опрос? 5. Что произошло, после того как вы закончили отвечать на вопросы? 6. Как узнать результат? 7. Выход из программы.