СИСТЕМА РЕЙТИНГОВОГО ТЕСТИРОВАНИЯ Российский патент 2001 года по МПК G09B7/07 

Изобретение относится к области образовательных систем с аудиовизуальными и компьютерными технологиями. Оно может применяться в народном образовании как самостоятельно, так и в сочетании с традиционными образовательными методиками.

Известна образовательная система по патенту США N 5441415 патентообладателя John R. Lee, кл. G 09 B 3/00 с приоритетом от 06.12.1993 года. Эта образовательная система включает элемент обучения, заключающийся в подаче первого урока для обучения первому понятию или группе понятий и компьютерном средстве его осуществления, содержащем, кроме того, базу данных, используемых в обучении понятий, и элемент тестирования, заключающийся в задании множества вопросов - теста, в котором каждый вопрос основан только на первом уроке, и компьютерном средстве его осуществления, последующем сравнении ответов на заданное множество вопросов - тест с правильными ответами и компьютерном средстве его осуществления.

К сожалению, при всех достоинствах эта образовательная система обладает существенными недостатками, такими, например, как работа только в режиме "да - нет". Это значительно снижает ее эффективность.

Наиболее близким техническим решением предлагаемого изобретения является прибор контроля знаний по патенту РФ N 2110096, кл. G 09 В 7/07 с приоритетом от 25.03.1994 г. Этот прибор содержит подачу теста обучающимся, последующее сравнение ответов обучающихся с правильными ответами и индикацию результатов. В совокупности такая система прибора контроля знаний призвана упростить и расширить возможности обучения.

Однако некоторые недостатки этой системы, например аналогичные вышеописанной, а также жесткая однозначность программы тестирования, могут существенно ухудшать как сам процесс обучения, так и его результаты.

Кроме этого, все существующие образовательные системы и приборы контроля знаний предназначены только для определения усвоения полученного урока. Но в современных условиях этого не достаточно. Необходима информация о том, готов ли обучающийся к следующему этапу обучения, к какому именно, и в какой мере. Поэтому задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности обучения и достоверности оценки уровня подготовки обучающихся к освоению учебных программ следующего этапа обучения, снижение у них психологических перегрузок и уменьшение влияния субъективных факторов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что тестирование осуществляют по К дисциплинам, где К≥2, часть которых - N дисциплин - профильные, часть - М дисциплин - дополнительные, причем К = N+М, а определение и/или изменение профильности дисциплин тестирования производят с помощью компьютерного средства анализа направленного графа логической связности дисциплин, при этом тестирование осуществляют путем v_i, испытаний, где i = 1,..., N, по каждой из N профильных дисциплин и w_j испытаний, где j = 1,..., М, по каждой из М дополнительных дисциплин, результаты тестирования вводят в базу данных компьютера, затем с его помощью определяют максимальные результаты по v_i, испытаниям по каждой профильной и по w_j испытаниям по каждой дополнительной дисциплинам раздельно, после чего с помощью компьютерного средства вычисляют индивидуальный итоговый рейтинг каждого обучающегося.

Для обоснованности принятия решения об обучении на следующем этапе изменение профильности дисциплин с помощью компьютерного средства анализа направленного графа логической связности дисциплин и последующий пересчет индивидуального итогового рейтинга каждого обучающегося производят после тестирования.

Для оптимизации образовательного процесса v_i и w_j выбирают, исходя из времени, отводимого на тестирование, времени, установленного для освоения каждой дисциплины, и продолжительности испытаний.

Тестирование по нескольким дисциплинам за определенный период по установленному графику позволяет лучше выявить подготовленность обучающихся. Этим графиком предусмотрена возможность испытаний по дисциплинам один и/или несколько раз. Очевидно, что каждый обучающийся за большой промежуток времени (скажем, несколько лет) может показать хорошие результаты, но это не будет гарантировать готовность к обучению на следующем этапе. Таким образом, можно выявить обучающихся, имеющих достаточную базовую подготовку для освоения следующего этапа и способных рационально мобилизовать усилия для параллельного усвоения различных дисциплин. С другой стороны, неоднократность испытаний позволяет существенно снизить влияние неблагоприятных субъективных факторов. Например, если обучающийся имеет хорошую базовую подготовку, успешно освоил учебный материал, но, например, его эмоциональное или психо-физиологическое состояние не позволили ему сконцентрировать внимание во время испытания, и он получил неудовлетворительный результат, то он может впоследствии на следующем испытании в течение этого же тестирования показать свой реальный положительный результат.

С другой стороны, возможна ситуация, когда учащийся успешно прошел тестирование по требуемым дисциплинам, а время до окончания сессии тестирования еще осталось. В этом случае будет справедливо (при желании учащегося) предоставить возможность повторного испытания по каким-либо дисциплинам. Конечно, результат второго и/или любого следующего испытания может быть как лучше, так и хуже результата первичного испытания. Поэтому, для снижения психоэмоциональных нагрузок у обучающихся, вычисление индивидуального итогового рейтинга ведут только с учетом максимальных результатов испытания, вне зависимости от того, когда во время данного тестирования они получены.

Проведение тестирования по нескольким дисциплинам, часть которых являются профильными для выбранного и/или предполагаемого следующего этапа обучения, делает всю систему рейтингового тестирования более гибкой, повышая тем самым способность адаптироваться к любым условиям. Этим обеспечивается универсальность системы по предлагаемому изобретению. Определение и/или изменение профильности дисциплин, необходимых для освоения группы учебных планов следующего этапа обучения осуществляется с помощью компьютерного средства анализа направленного графа логической связности дисциплин учебного плана. Компьютерным отображением направленного графа логической связности дисциплин является матрица, элементами которой служат номера разделов дисциплин.

После тестирования определяют индивидуальный итоговый рейтинг - универсальный показатель готовности обучающегося к следующему этапу обучения. Наибольший вклад в индивидуальный итоговый рейтинг вносят результаты тестирования по профильным дисциплинам. Компьютерное средство осуществляет вычисление индивидуального итогового рейтинга каждого обучающегося.

Индивидуальный итоговый рейтинг каждого обучающегося сравнивают с нормативами соответствия каждого учебного плана из группы учебных планов следующего этапа обучения. Характеристикой конкретного обучающегося служит разница между индивидуальным итоговым рейтингом и нормативом соответствия. Совпадение индивидуального итогового рейтинга и норматива соответствия показывает адекватную готовность к следующему этапу обучения по соответствующему учебному плану. Превышение индивидуального итогового рейтинга над нормативом соответствия говорит о более высоком рубеже готовности. Обратная ситуация, когда индивидуальный итоговый рейтинг ниже норматива соответствия, свидетельствует о недостаточной готовности.

Таким образом, система рейтингового тестирования по предлагаемому изобретению не только определяет степень усвоения материала на пройденном этапе обучения, но и показывает готовность обучающегося к освоению каждого учебного плана следующего этапа обучения из целой группы учебных планов. Тем самым каждый обучающийся приобретает подтверждение своему выбору следующего этапа обучения и/или возможность выбора учебного плана следующего этапа обучения на основе соотношения индивидуального итогового рейтинга и нормативов соответствия. Это существенно снижает психологическую нагрузку обучающихся и оптимизирует образовательный процесс.

Пример. Предположим, что в ВУЗе существует группа учебных планов. С помощью компьютерного средства анализа направленного графа (матрицы) логической связности дисциплин учебного плана обучающегося определяют перечень дисциплин тестирования и выделяют из них профильные. В соответствии с этим перечнем определяется время, отводимое на тестирование, и график проведения (v_i и w_j) испытаний по отдельным дисциплинам, исходя из времени, установленного для освоения каждой дисциплины. Например, тестирование проходит в течение одного учебного года, а перечень включает К дисциплин, из них N - число профильных дисциплин, М - число дополнительных дисциплин. Очевидно, что К = N + М.

Установленный график предусматривает возможность v_i, испытаний в течение тестирования, где i = 1,..., N, по каждой из N профильных дисциплин, и w_j испытаний, где j = 1,..., М, по каждой из М дополнительных дисциплин.

Вычисляется предельно возможное значение индивидуального итогового рейтинга. Обозначим его символом Z. Это значение будет равно сумме весовых коэффициентов всех заданий тестирования всех N профильных дисциплин. Одновременно устанавливаются весовые коэффициенты всех заданий тестирования по всем М дополнительным дисциплинам таким образом, чтобы предельно возможное значение рейтинга по каждой не превышало 0.25Z.

Сначала определяют рейтинг по каждой из профильных дисциплин
,
где i= 1,..., N,
R_i,s ^проф - результат, показанный по i-той профильной дисциплине в s-м испытании.

Суммируя полученные R_i ^проф вычисляют

Затем аналогично определяют рейтинг по каждой из дополнительных дисциплин
,
где j=1,...,M,
R_j,t ^доп - результат, показанный по j-й дополнительной дисциплине в t-том испытании.

Затем выбирают максимальный рейтинг по М дисциплинам и получают, соответственно

После этого вычисляют индивидуальный итоговый рейтинг
если R^проф≤Я/2, то

если же R^проф > Z/2, то

Предположим, что в течение сессии было шесть дисциплин тестирования, две из которых - профильные. Сумма весовых коэффициентов всех заданий тестирования по первой профильной дисциплине равна 144, а по второй - 20. Тогда, вычисляя Z, получим Z = 164. Сумма весовых коэффициентов всех заданий тестирования в каждой из четырех дополнительных дисциплин была равна 20. А некоторый обучающийся, допустим, получил индивидуальный итоговый рейтинг R^{инд.итог} - 84.

Полученный индивидуальный итоговый рейтинг сравнивают с нормативом соответствия (НС) каждого учебного плана. Пусть часть учебных планов имеет НС₁ = 60, другая часть - HC₂ = 80, и остальные НС₃ = 110.

Сравнивая индивидуальный итоговый рейтинг R^{инд.итог} = 84 и три норматива соответствия, мы характеризуем готовность этого обучающегося к следующему этапу обучения. Очевидно, что обучающийся готов к освоению учебных планов из первой и второй частей и недостаточно готов к освоению остальных учебных планов. Тем самым обучающийся получает возможность аргументированно принять решение о выборе факультета и специальности, по которой он сможет гарантированно начать обучение на первом этапе.

Например, сессия проходит в течение одного учебного года, а перечень включает шесть дисциплин, две из них - профильные. Установленный график предусматривает возможность тестирования в течение сессии четыре раза по каждой из профильных дисциплин и два раза - по остальным.

По завершении сессии индивидуальный итоговый рейтинг каждого обучающегося вычисляется по формуле
Если R₁ ^проф+R₂ ^проф ≤ R^{пред. проф}/2, то

Если же R₁ ^проф+R₂ ^проф > R^{пред. проф}/2, то

где R₁ ^проф = max (R₁ ^проф,1,.... R₁ ^проф,4),
R₂ ^проф = max (R₂ ^проф,1.... R₂ ^проф,4),
R= max (R_1,1, R_1,2,R_2,1,R_2,2,.... R_4,1,R_4,2),
R^{пред. проф} - сумма весовых коэффициентов всех заданий тестирования всех профильных дисциплин.

Предположим, что
R₁ ^{пред. проф} = 144, R₂ ^{пред. проф} = 20, тогда
R^{пред. проф} = 164
а обучающийся получил индивидуальный итоговый рейтинг R^{инд.итог} = 84.

Полученный индивидуальный итоговый рейтинг сравнивают с нормативом соответствия (НС) каждого учебного плана. Пусть часть учебных планов имеет
НС₁ = 60, другая часть - НС₂ = 80, и остальные - НС₃ = 110.

Сравнивая индивидуальный итоговый рейтинг R^{инд.итог} = 84 и три норматива соответствия, мы характеризуем готовность этого обучающегося к следующему этапу обучения. Очевидно, что обучающийся готов к освоению учебных планов из первой и второй частей и недостаточно готов к освоению остальных учебных планов. Тем самым обучающийся получает возможность аргументированно принять решение о выборе факультета и специальности, по которой он сможет гарантированно начать обучение на первом этапе.

Изобретение относится к области образовательных систем с аудиовизуальными и компьютерными технологиями. Система отличается тем, что тестирование осуществляют по нескольким дисциплинам, часть которых профильные, а индивидуальный итоговый рейтинг обучающихся вычисляют по совокупности максимальных результатов тестирования. Полученный индивидуальный итоговый рейтинг сравнивают с нормативами соответствия учебных планов для характеристики готовности к следующему этапу обучения. Технический результат изобретения - повышение эффективности обучения и достоверности оценки уровня подготовки обучающихся к освоению учебных программ следующего этапа обучения, снижение у них психологических перенагрузок и уменьшение влияния субъективных факторов. 2 з.п.ф-лы.

1. Система рейтингового тестирования, включающая подачу теста обучающимся, последующее сравнение ответов обучающихся с правильными ответами, отличающаяся тем, что тестирование осуществляют по К дисциплинам, где К≥2, часть которых - N дисциплин - профильные, часть - М дисциплин - дополнительные, причем К=N+M, а определение и/или изменение профильности дисциплин тестирования производят с помощью компьютерного средства анализа направленного графа логической связности дисциплин, при этом тестирование осуществляют путем v_i испытаний, где i=1,...N, по каждой из N профильных дисциплин и w_j испытаний, где j=1,...M, по каждой из М дополнительных дисциплин, результаты тестирования вводят в базу данных компьютера, затем с его помощью определяют максимальные результаты по v_i испытаниям по каждой профильной и по w_j испытаниям по каждой дополнительной дисциплинам раздельно, после чего с помощью компьютерного средства вычисляют индивидуальный итоговый рейтинг каждого обучающего. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что изменение профильности дисциплин с помощью компьютерного средства анализа направленного графа логической связности дисциплин и последующий пересчет индивидуального итогового рейтинга каждого обучающего производят после тестирования. 3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что v_i и w_j выбирают, исходя из времени, отводимого на тестирование, времени, установленного для освоения каждой дисциплины, и продолжительности испытаний.