СОДЕРЖАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ КОМПЛЕКСНЫХ ЭКЗАМЕНОВ ПО ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫМ ДИСЦИПЛИНАМ

1 Введение

Ранее термин “комплексный экзамен” понимался как соединение нескольких экзаменов по дисциплинам, входящим в одно направление или специализацию. Вместе с тем, наличие и возможности современной компьютерной техники и существующие у современных студентов навыки по ее использованию позволяют организовать комплексный контроль как знаний, так и умений и навыков по дисциплине, с возможностью выбора и настройки преподавателями различных типов заданий, автоматическим подведением итогов, уникальности заданий для каждого испытуемого.

В связи с этим, в Международном университете Кыргызстана было предложено понятие «комплексный экзамен» по дисциплине, разработан и реализован состав такого экзамена по кыргызскому языку, предложения по другим дисциплинам. В данной статье сформулированы требования к «комплексному экзамену» в целом и были рассмотрены некоторые виды  заданий на таких экзаменах.

2 Задания компьютерного комплексного экзамена

2.1. Требования к каждому заданию. Для повышения эффективности и объективности тестирования, кроме общепринятых требований валидности и надежности, в [5] предложены следующие требования: 

Т1) Формируемость: задание в полном виде не существует до начала экзамена;

Т2) Уникальность: все экзаменуемые получают разные задания;

Т3) Полная конфиденциальность: если экзамен – официальный и задания составляются компьютером, то никто (в том числе и составители задач, и организаторы) не знает правильных ответов до окончания тестирования.

Т4) Представительность: компьютерная тестирующая программа должна быть формой не только контроля, но и представления знаний.

Т5) Конкретность: ответ должен быть в виде числа, слова, действия.

Т6) Полная компентность: экзаменуемый должен выполнить все задания (а не какой-либо процент из них).

Для реализации этих требований предложены определения [1]:

"Обобщенная задача" – это алгоритм для получения нескольких однотипных задач с выбором параметров, исходными данными для алгоритма являются случайные числа, выбираемые в некоторых диапазонах; "настраиваемая обобщенная задача" - исходными данными для алгоритма являются диапазоны, выбираемые (преподавателем) в рамках некоторых базовых диапазонов, и случайные исходные данные, выбираемые в выбранных диапазонах.

         Если комплексный экзамен используется при опции: в учебных целях, то исходные данные для обобщенных задач может задавать пользователь.

2.2 Виды заданий

2.2.1 Традиционные типы заданий: найти число, слово, алгебраическое выра-жение (или несколько таких объектов). Здесь необходима определенность, чтобы экзаменуемый не затруднялся с вводом ответа:

- если вводятся несколько объектов, то точно указать их порядок, например «числа вводить в возрастающем порядке»;

- числа вводятся либо целые, либо с точным указанием округления;

- буквы в алгебраических выражениях располагаются по алфавиту.

2.2.2 Задания на измеряющее воображение [2] (умение определять числовые характеристики или графическое представление объекта с достаточной точностью, основываясь только на своем опыте и знаниях, не пользуясь справочниками, не производя никаких вычислений). Соответственно, оценивается данное умение в зависимости от близости ответа к точному (например, отклонение до 10% - "отлично", от 10% до 20% - "хорошо" и т. д.). В точных науках (математике, физике, химии) на размышление дается 20-30 секунд (чтобы экзаменуемый не успел произвести соответствующих вычислений).

2.2.3 Построение задачи по данному результату [4]. Дан результат (число, формула, буква и т.д.), и класс задач. Требуется так выбрать задачу из этого класса, чтобы ее решение совпадало с заданным.

2.2.4 Задачи с выбором элементов заданий извне [7]. Это может быть текст, изображение, набор предметов, отдельный файл, чертеж.

2.2.5 Интерактивные задачи. Предложено [3] изучение некоторых разделов учебных предметов на компьютере в виртуальной среде с помощью произвольных действий пользователя и обратной связью для подтверждения полученного результата: кинематическим изображением связного метрического пространства на компьютере называется программа, дающая возможность перехода от изображения  любого элемента к изображению любого другого элемента; минимальное время для замены одного изображения другим является расстоянием между ними; все изображения на дисплее соответствуют некоторым элементам пространства и изменяются непрерывно.

2.2.6 «Аналоговые» задачи [10]. Дается несколько задач с их ответами (на бумаге или интерактивным способом), требуется решить аналогичную задачу. 

3 Построение компьютерного комплексного экзамена. ПО должно содержать:

-  указания по использованию в целом (выбор и настройка задач, выбор опций, времени для решения);

- набор задач и комментариев к ним, вместе с возможностями выбора и настройки для формирования конкретного задания (в этом случае ответственность за соответствие задания требуемому объему знаний по данной дисциплине несет преподаватель - пользователь);

- шифрование ответов на выданные (распечатанные) задачи для их хранения до выдачи по специальному запросу (для проведения официальных экзаменов);  

-  возможно, набор готовых заданий из этих задач для различных категорий учащихся, с соответствующим комментарием (в этом случае ответственность  несут авторы комплекса);

- инструкцию по пополнению ПО, с указанием спецификаций, необходимых для включения новой обобщенной задачи в ПО (ответственность за корректность и содержание задачи несет тот, кто составил алгоритм и подпрограммы, а авторы ПО несут ответственность за его согласование с ПО в целом).

ПО должно вести протокол своих действий, выдаваемый также по отдельному паролю. 

В случае неправильного формата ввода и других существенных ошибок пользователя ПО должно не останавливаться, а сообщать об ошибке и запрашивать повторный ввод, при этом вычитается один балл из оценки за данное задание.  

В начале работы ПО необходим выбор языка общения и написания заданий (среди них должен быть английский язык, а в СНГ – также русский язык).

Предлагаются следующие опции при работе ПО.

3.1 Вид задания - на дисплее или письменный (распечатка).

3.2 Допускается ли повторная попытка при неправильном ответе.

3.3 Показывается ли правильный ответ при неправильном ответе.

3.4 Дается ли подсказка: если экзаменуемый выбирает «подсказку», то балл за правильное решение значительно уменьшается; для подсказок можно использовать методику [10].

3.5 Нужен ли ввод пароля преподавателя, показывать ли окончательный результат учащемуся или только преподавателю (экзаменатору).

3.6 Проверка: - самим студентом (самоконтроль), то есть использование ПО в учебных целях; - преподавателем по выдаваемой вместе с текстами распечатке ответов (текущий контроль); - экзаменаторами после окончания экзамена и сдачи всех письменных работ (занесения всех ответов в компьютер) по распечатке ответов, которая выдается по специальному запросу, с фиксацией времени выдачи (вступительный или итоговый экзамен).

4 Примеры заданий различных типов (та же нумерация, что и в п.2.2)

(2.2.1) №1. Найти определенный интеграл, решение алгебраического уравнения, значение решения начальной задачи для дифференциального уравнения и т.д., с округлением до целого числа с избытком.

         Спецификой обобщенной задачи является следующее. Программа должна вычислять ответ с большой точностью. Если он близок к целому числу (например, его дробная часть больше 0.9 или меньше 0.1), то нужно брать другие случайные исходные данные.

(2.2.2) №2. Приближенная оценка объема памяти для записи текстового или графического файла, времени для выполнения какой-либо операции.

№3. Преобразование вычисляющих программ в тестирующие. Если имеется вычисляющая программа, результатом работы которой является непрерывный объект (вещественное число, вектор, функция), то с использованием методики измеряющего воображения и методики случайного формирования заданий она может быть преобразована в “тестирующую”. Для этого: - ввод исходных данных заменяется их случайным выбором в некоторых диапазонах; - пользователю показываются исходные данные (по возможности не в символьно-цифровом, а в графическом виде); - у пользователя запрашивается приближенный ответ (также по возможности в графическом виде, при помощи компьютерной мыши); - выставляется оценка и демонстрируется точный (или почти точный) ответ.

(2.2.3) №4. (Программирование): из данного заголовка программы и нескольких заданных фрагментов построить программу, которая выводит данный результат.

№5. Изменить один знак в тексте программы, чтобы получился данный результат.

№6. (MS Office): построить базу данных или таблицу так, чтобы сводный результат (результат выборки) был данным. Для того, чтобы задача была нетривиальной, нельзя заполнять ячейки нулями (пустотой).

№ 7. Изменить одну ячейку (запись) в базе данных или таблице так, чтобы сводный результат (результат выборки) был данным.

(2.2.4.) № 8. Сделать некоторое преобразование в файле и после этого ввести какую-либо характеристику этого файла. (Файлы так составлены, что преобразование и характеристика получившегося файла связаны несложным соотношением, которое использует ПО для оценки, но его, тем не менее, нельзя угадать в каждом отдельном случае).

№ 9. Дается некоторое случайное число или арифметическое выражение, и список задач. Экзаменуемому предлагается сначала выбрать тип задачи, а потом - целочисленные исходные данные в этом типе так, чтобы в ответе получилось заданное число. Проверка производится при помощи теоремы «Если функция определена и непрерывна на замкнутом отрезке и принимает значения разных знаков на его концах, то найдется такая точка, в которой значение функции будет равно нулю».

5 Заключение. Мы надеемся, что ПО, построенные по предлагаемой методике, расширят возможности изучения естественно-математических дисциплин и контроля знаний студентов по таким дисциплинам, а также будут способствовать развитию творчества преподавателей этих дисциплин при пополнении ПО.

Литература:

1. Панков П.С., Джаналиева Ж.Р. Опыт и перспективы использования комплекса UNIQTEST уникальных тестовых заданий в учебном процессе // Образование и наука в новом геополитическом пространстве: Тез. докл. научно-практической конференции. – Бишкек: Международный университет Кыргызстана, 1995. - С. 217.

2. Pankov P.S. Independent learning for open society // Collection of papers as results of seminars conducted within the frames of the program «High Education Support». Bishkek: Foundation «Soros-Kyrgyzstan», 1996. - Issue 3, pp. 27-38.

3. Борубаев А.А., Панков П.С. Компьютерное представление кинематических топологических пространств. - Бишкек: Кыргызский государственный национальный университет, 1999. – 131 с.

4. Панков П.С., Кочетов О.П. Методика «формирования задачи» для неформального компьютерного тестирования знаний  по математике // Вестник Международного университета Кыргызстана, 1999, № 1(5), с. 69-70.

5. Джаналиева Ж.Р., Мальковская С.Л.,  Борякова И.Г. Использование компьютерных экзаменационных комплексов при проверке знаний студентов по математике // Интеграционные основы совершенствования системы высшего образования: Материалы международной научно-практической конференции. – Бишкек, 2001. – С. 121-125.

6. Панков П.С., Джаналиева Ж.Р. Проектирование и развитие программных экзаменационных комплексов по математике и физике // Образование в XXI веке: ценности и перспективы: Материалы Международной научно-практической конференции. Часть 2. - Бишкек: Кыргызский институт образования, 2001. - С. 281-284.

7. Панков П.С., Джаналиева Ж.Р. Экзаменующая программа со случайным выбором заданий извне // Вестник Ошского государственного университета. Серия физико-матем. наук. – 2003. - № 7. – С. 174-177.

8. Айдаралиев А.А., Панков П.С. Опыт Международного университета Кыргызстана по развитию интеграции в высшем образовании на основе информационных технологий // Интеграция высшего образования и науки стран Евразии в рамках Болонского процесса: Материалы Международного симпозиума. – Бишкек: Кыргызско-Турецкий университет "Манас", 2005. – С. 81-86.

9. Борубаев А.А., Панков П.С. Дискретная математика (допущено МОН КР в качестве учебного пособия для преподавателей высших учебных заведений). - Бишкек: изд. Кыргызско-Российского Славянского университета, 2010. – 123 с.

10. Панков П.С., Джаналиева Ж.Р. Выполнение студентами творческих заданий по математическим предметам // Вестник Кыргызского национального университета им. Ж.Баласагына. Специальный выпуск. Интеграционные и инновационные процессы в образовании и науке: состояние, перспективы, 2011. - С. 308-312.