Система педагогических тестов как средство управления учебно-познавательной деятельностью студентов в процессе изучения математических дисциплин в педвузе

Актуальность темы

исследования. Интенсивное развитие науки, изменения, происходящие в современной школе, ставят перед высшим педагогическим образованием новые задачи. Современный учитель должен быть готов к работе в школах различного профиля, уметь организовывать учебную деятельность учащихся в условиях дифференцированного обучения. В связи с увеличением потока информации (появлением новых альтернативных учебных и учебно-методических пособий, публикаций в периодической литературе и др.) все большую актуальность приобретает в настоящее время для будущего учителя готовность к самостоятельному приобретению профессиональных знаний.

В то же время, вузовская подготовка студентов — будущих учителей математики имеет ряд недостатков. Одним из них является то, что при преподавании дисциплин математического цикла не всегда уделяется должное внимание профессиональной направленности обучения: подготовке студента к профессиональному самообразованию, формированию у него не только математических, но и профессиональных знаний и умений. Вузовские математические дисциплины часто самодостаточны, изолированы от школьного курса математики, от методики преподавания математики и дисциплин психолого-педагогического цикла, тогда как будущему учителю необходимо системное использование знаний.

Как известно, при формировании учебно-познавательной деятельности студентов важную роль играет организация управления. В контексте профессиональной направленности особое значение приобретают такие звенья управления, как контроль за формированием элементов профессиональной деятельности студентов в процессе изучения математических дисциплин и соответствующая коррекция учебного процесса.

В последние десятилетия дидактика и методика находятся в процессе поиска новых, гибких педагогических технологий, позволяющих с максимальной оперативностью адаптироваться к текущим изменениям, прогнозировать результаты учебно-познавательной деятельности. Степень гибкости создаваемой педагогической технологии определяется планируемой в ее рамках системой управления учебно-познавательной деятельностью учащихся.

Предметом поиска многих отечественных и зарубежных педагогов ^ являются средства организации управления учебным процессом, обеспечивающие высокую надежность обучения, эффективность усвоения элементов учебно-познавательной деятельности, развитие творческих способностей учащихся.

Вопросы, связанные с управлением учебным процессом, широко освещены в работах С. И. Архангельского, В. П. Беспалько, Э. Г. Газиева, П. Я. Гальперина, JI.B. Жаровой, А. Н. Орлова, П. И. Пидкасистого, М. У. Пискунова, А. И. Раева, В. П. Симонова, В. И. Сосновского, Н. Ф. Талызиной, Н. К. Тутышкина, Е. Б. Федорова и др.

П.Я. Гальперин и Н. Ф. Талызина создали теорию поэтапного формирования умственных действий, согласно которой учение рассматривается как система определенных видов деятельности, объединенных едиными целями [44]. На основе этой модели С. И. Архангельский, В. П. Беспалько, М. С. Дмитриева, П. И. Пидкасистый, А. И. Раев, В. П. Симонов и другие авторы описали этапы процесса управления, общие принципы и способы его организации.

В работах С. И. Архангельского освещены вопросы научной организации учебного процесса в высшей школе, среди основных задач которой он выделяет «. установление оптимальных способов управления учебным процессом и познавательной деятельностью студентоввыбор системы наблюдения и контроля за состоянием процесса обучения, основанной на объективных показателях и измерителях» [17. С. 8−12]. Автором определено место управления в процессе обучения, описаны механизмы его осуществления и критерии эффективности.

П.И. Пидкасистый на основе дидактического анализа самостоятельной деятельности учащихся характеризует различные формы ее организации [105−107]. В. П. Беспалько описывает концепцию управления учебным процессом в рамках теории программированного обучения. Управление он рассматривает как один из двух основных алгоритмов дидактического процесса, важнейшее звено или «слагаемое» педагогической технологии [28−30].

Вопросам организации управления учебно-воспитательным процессом на основе системного подхода посвящены исследования В. П. Симонова [119]. Автором выделены пять показателей степени обученно-сти и на их основе разработаны методические основы управления учебной деятельностью школьников.

Темой многих исследований является также одно из звеньев управления — контроль, осуществляемый в учебном процессе. Теоретические основы контроля результатов обучения, разработанные Н. Ф. Талызиной на основе деятельностного подхода, стали отправной точкой многих работ по обозначенному вопросу [122−126].

Основы научной организации педагогического контроля знаний в высшей школе исследуются в работах B.C. Аванесова [3−6]. Особо выде- • ляется необходимость объективизации контролирующих мероприятий.

Е.Д. Божович делает акцент на диагностические качества контроля в обучении [34]. JI.B. Жарова исследует вопросы, касающиеся управления самостоятельной работой студентов, и подробно описывает элементы контроля на различных этапах ее организации. Подчеркивается необходимость реализации корреционной функции контролирующих средств [58].

Способам организации самоконтроля посвящены исследования ^ В. А. Басовой. Автором разработана система специальных заданий, позволяющих последовательно выявлять уровни усвоения изучаемого математического материала студентами и соответствующим образом организовывать самостоятельную работу студентов [21].

Проблема управления рассматривается в дидактике не только с целью повышения эффективности обучения и максимальной адаптации его к текущим изменениям. Ведется также поиск способов формирования у будущего учителя в процессе обучения умения осуществлять управление и, в частности, контроль за учебно-познавательной деятельностью школьников. Об этом свидетельствуют работы А. Г. Мордковича, Н. Д. Кучугуровой, З. А. Решетовой, В. И. Сосновского, В. И. Тесленко, J1.B. Шкериной и др.

Анализ литературы показал, что в отечественной педагогике различные аспекты управления учебно-познавательной деятельностью студентов и школьников разработаны с общих психолого-педагогических позиций. В меньшей степени вопросы управления изучены в вузовской методике, где они имеют свою специфику, обусловленную особенностями различных дисциплин и того вуза, где они преподаются.

Авторы, исследующие специфику обучения в вузе, затрагивают различные вопросы: контекстное обучение (А.А. Вербицкий) — системный подход к разработке содержания курсов предметного цикла (З А. Решетова) — профессионально-педагогическую направленность специальной подготовки учителя математики в педвузе (А.Г. Мордкович) — профессионально-ориентированную деятельность студентов — будущих учителей математики (Л.В. Шкерина). Круг обозначенных вопросов в этих исследованиях практически не связывается с проблемой управления учебно-познавательной деятельностью студентов педвуза.

Анализ существующих психолого-педагогических концепций управления и обобщение опыта методических исследований учебно-познавательной деятельности студентов (УПДС) позволяют рассмотреть проблему повышения эффективности управления УПДС в процессе изучения математических дисциплин в педвузе с учетом специфики этой деятельности.

В связи с этим представляется достаточно актуальным исследование феномена учебно-познавательной деятельности студентов педагогического вуза. Нам не известны какие-либо системные описания структуры и технологии учебно-познавательной деятельности студента — будущего учителя математики. УПДС в процессе изучения математических дисциплин в техническом, педагогическом вузе или классическом университете имеет разную специфику, опосредованную целями, методами, средствами, формами обучения. А особенности деятельности должны быть учтены при организации управления ею. Таким образом, мы выделяем для своего исследования методический аспект проблемы управления в контексте особенностей учебно-познавательной деятельности студентов в процессе изучения математических дисциплин в педвузе (УПДСМ).

Решение обозначенной проблемы связано с выбором средств управления, обеспечивающих: 1) получение оперативной и объективной информации о состоянии процесса усвоения УПДСМ- 2) точную качественную оценку уровня усвоения определенных действий и деятельности в целом на различных этапах обучения- 3) возможность на основе получаемой информации своевременно корректировать учебный процесс.

Одним из средств управления, отвечающим перечисленным требованиям, могут служить педагогические тесты.

На разных этапах развития тестового метода в психологии и педагогике тест рассматривался под разными углами зрения. Ранее под тестом понималось произвольное испытание, проба (буквальной перевод английского слова «test»). История использования заданий-испытаний в тестовой форме уходит своими корнями в III тысячелетие до н.э. С развитием классической теории тестирования, возникшей на рубеже XIX—XX вв.еков, тест приобрел более определенное содержание, форму и цели использования. Было признано, что, предполагая элемент испытания, тест не сводится только к нему. Тестирование — это научный метод исследования результатов обучения, удовлетворяющий ряду определенных требований (критериев), который может быть использован с различными целями. В психолого-педагогической науке появилось направление методологии тестирования.

Методологические основы современного тестирования освещены в работах крупнейших западных и отечественных тестологов Г. Айзенка, М. С. Бернштейна, А. Бине, С. И. Воскерчьяна, С. Г. Геллерштейна, Т. А. Ильиной, Э. Клапареда, К. А. Краснянской, Т. Симона, Р. Торндайка, В. Штерна и др.

Тестологические исследования последних лет посвящены, в основном, вопросам применения статистических методов измерения в психопедагогике и методам факторного анализа (B.C. Аванесов, Н. Я. Блох, Ю. Петрик, Г. Хубаев и др.).

Тестовые способы контроля все чаще используются в современной методике при проведении аттестационных испытаний выпускников школ и абитуриентов. Особенное значение для современной школы имеет то обстоятельство, что тесты могут быть использованы в компьютерном варианте, что существенно повышает эффективность их использования. Об интересе педагогов и методистов к вопросам тестового контроля знаний свидетельствуют последние публикации в периодических изданиях и научные исследования, проводимые B.C. Аванесовым, А.В. Агибало-вым, А. А. Барташниковым, Б. В. Володиным, К. М. Гуревичем, Б. В. Лукьяновым, В. И. Михеевым, В. И. Сосновским, Е. Б. Федоровым и другими авторами. Интересен также и опыт зарубежных ученых — R.L. Thorndike, F.M. Lord, N.E. Gronlund и др.

В современной школе произошел отказ от сложившегося стереотипа, связанного с убежденностью в том, что тесты могут быть составлены только по «точным» наукам: математике, физике. Существует опыт использования тестов для оценки качества знаний учащихся по истории, географии, биологии, химии, иностранному и русскому языку, литературе и другим предметам (Г.Г. Гайдамака, Е. И. Горбачева, А. П. Гудыма, К. М. Гуревич, Г. В. Иванова, JI.B. Туркина и др.). В то же время школьные учителя испытывают определенные трудности с использованием тестов. Отчасти это объясняется тем, что, будучи студентами педвуза, они не имели достаточного опыта обращения с тестами как в процессе изучения специальных дисциплин, так и в курсе методики преподавания математики в школе. Тогда как, согласно принципу непрерывности изучения математических дисциплин, сформулированному А.Г. Мордкови-чем, преподавание математики в педвузе должно быть нацелено на подготовку студента к будущей профессиональной деятельности. И многие методы, формы, способы организации обучения будущий учитель переносит из вуза в школу, где ему предстоит работать.

Нельзя сказать, что тестирование является мало изученной областью психолого-педагогических наук. Однако, основным направлением тестирования в учебном процессе традиционно является применение тестов с целью контроля усвоения знаний. Менее подробно изучены возможности составления и использования тестов с целью обучения и развития. Важное значение имеет разработка методических основ тестирования при организации УПДС в различных вузах с учетом принципиальных особенностей этой деятельности.

Таким образом, анализ изученной нами психологической, педагогической и методической литературы показал, что в науке созданы определенные предпосылки для решения проблемы повышения эффективности управления УПДСМ. Вместе с тем, специально не исследованы структурные и содержательные особенности УПДСМ и их влияние на систему управления ею. Не полностью изучены возможности использования тестов в качестве средства управления УПДСМ не только с целью контроля, но и обучения, коррекции результатов усвоения деятельности. Нет описания методики составления и использования пакетов педагогических тестов по математическим дисциплинам в качестве средства управления УПДСМ. Не подчеркивается то обстоятельство, что помимо традиционных общепедагогических требований, тесты по различным дисциплинам должны удовлетворять ряду психолого-педагогических, дидактических и специальных методических критериев.

Поэтому становится очевидной актуальность разработки концепции педагогического теста и системы тестов как средства управления учебно-познавательной деятельностью студентов в процессе изучения математических дисциплин в педвузе.

Опираясь на сказанное выше, можно утверждать, что имеется противоречие между социальной значимостью тестирования в процессе обучения вообще и в процессе обучения математике в частности и непосредственным внедрением тестирования в процесс подготовки учителя математики в педвузе. Разрешение этого противоречия составило проблему исследования. и.

Цель исследования: разработать методику составления и использования тестов как средства управления учебно-познавательной деятельностью студентов в процессе изучения математических дисциплин в педвузе.

Объектом исследования является учебно-познавательная деятельность студентов в процессе изучения математических дисциплин в педвузе.

Предмет исследования — педагогический тест как средство управления УПДСМ.

В основу исследования нами положена следующая гипотеза:

Если система педагогических тестов удовлетворяет ряду общепедагогических и методических критериев, обусловленных спецификой учебно-познавательной деятельности в процессе изучения математических дисциплин в педвузе, то она может служить эффективным средством управления учебно-познавательной деятельностью студентов в процессе изучения математических дисциплин в педвузе.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи: 1) выявить степень разработки проблемы использования тестов при организации управления УПДС в дидактике и методике- 2) провести анализ УПДСМ, описав ее цели, структуру, содержание и условия осуществления- 3) определить место педагогического теста в системе управления УПДСМ- 4) выделить основные критерии качества педагогических тестов- 5) разработать основные этапы составления и использования педагогического теста как средства управления УПДСМ.

Методологической основой исследования проблемы явились существующие теории и концепции: общефилософская теория познания, психологическая теория учебно-познавательной деятельности, концепция уровневого подхода к усвоению деятельности, концепция профессионально-педагогической направленности изучения математики в педвузе, классическая теория тестирования.

Для проведения исследования мы опирались на следующие теоретические методы: 1) анализ психолого-педагогической и методической литературы по теме исследования- 2) анализ и обобщение опыта тестирования в психолого-педагогической практике- 3) выдвижение рабочих гипотез и теоретическая разработка методики составления и использования педагогического теста как средства управления УПДСМ с последующей их коррекцией на основе практических выводов- 4) абстрагирование, идеализацию, моделирование и конкретизацию теоретического знания.

В ходе исследования применялись также и методы эмпирического характера: изучение результатов деятельности, наблюдение, опрос, тестирование, педагогический эксперимент.

На защиту выносится:

1. Обоснование возможностей использования педагогического теста как средства управления УПДСМ:

• характеристика параметров УПДСМ;

• критерии качества педагогического теста, используемого как средство управления УПДСМ, обусловленные спецификой этой деятельности.

2. Методика составления и использования многоуровневых педагогических тестов как средства управления при организации УПДСМ.

Новизна исследования заключается в том, что в нем впервые педагогическая концепция тестирования рассмотрена в контексте специфики управления учебно-познавательной деятельностью студентов в процессе изучения математических дисциплин в педвузе, обусловленного особенностями этой деятельности. Проведен анализ особенностей учебно-познавательной деятельности студентов в процессе изучения математических дисциплин в педвузе, на его основе сформулирована система критериев качества педагогического теста. Разработаны конкретные методики составления и использования тестов при изучении математических дисциплин в педвузе с целью контроля, обучения и развития.

Практическая значимость исследования заключается в том, что пакеты педагогических тестов, отвечающие ряду сформулированных автором критериев, могут быть использованы при организации учебно-познавательной деятельности студентов в процессе изучения математических дисциплин в педвузе на различных этапах обучения с разными целями.

Апробация. Основные результаты исследования докладывались на XVI и XVII Всероссийском семинаре преподавателей математики, проходившем в гг. Новгороде и Калугена V Региональной научно-практической конференции учителей и преподавателей математики, физики и информатики в г. Иркутскена методических семинарах математического факультета КГПУ. В процессе исследования проводился педагогический эксперимент на математическом факультете КГПУ, в школе-лицее № 77 и средней школе № 41 г. Красноярска, а также в педагогических вузах гг. Барнаула, Канска, Лесосибирска, Комсомольска-на-Амуре.

По теме диссертации опубликовано 13 работ, в их числе. 3 статьи, 1 методическая разработка, 9 тезисов докладов.

Структура диссертации. Диссертация состоит из трех глав, введения, заключения и библиографического списка.

Первая глава содержит анализ литературы по вопросам управления в обучении и основным вопросам тестового контроля знаний. В ней проведен анализ учебно-познавательной деятельности в процессе изучения математических дисциплин в педвузе, разработана классификация составляющих ее действий различного уровня. Обозначены основные параметры УПДСМ, которые позволят отслеживать ее результаты на разных этапах обучения и корректировать учебный процесс, тем самым управлять этой деятельностью. Описана концепция управления УПДСМ, обозначено место педагогического теста в системе управления. Сформулировано определение педагогического теста, описаны виды тестов четырех уровней.

Вторая глава посвящена вопросам методики составления педагогического теста по математике, в ней приведена система общепедагогических и методических критериев качества тестов. Подробно описаны этапы методики разработки тестов. Приведен пример составления спецификации педагогического теста.

В третьей главе описана методика использования четырехуровневых тестов при организации управления УПДСМ. Описаны варианты применения тестов с различными целями на разных этапах обучения (в том числе и компьютерный). Проанализированы методики расчета основных показателей качества теста и способы их улучшения.

Рассмотрена возможность составления пакетов многоуровневых педагогических тестов для контроля и обучения, которые могут служить эффективным средством' управления УПДСМ, обеспечивая ее гибкость. Описаны результаты педагогического эксперимента, приведена программа спецкурса «Использование тестов в школьном курсе математики» для студентов 5 курса математического факультета педуниверситета и указаны возможные варианты курсовых и дипломных работ по этой тематике.

Выводы.

1. Мы выделили несколько принципов организации тестирования:

1) ориентация на критерий — уровень усвоения студентом определенной совокупности математических, учебных и квазипрофессиональных действий;

2) иерархическая структура усваиваемой деятельности, предполагающая последовательное тестирование с I по IV уровень;

3) стандартизация работы с тестом для всех студентов группы (ознакомление с целями тестирования, правилами работы с тестом, процедурой тестирования, анализ и обсуждение результатов);

4) выбор оптимальной шкалы для оценки результатов выполнения теста.

2. Нами описаны различные варианты использования педагогических тестов в зависимости от целей тестирования: контроля, диагностики, обучения или прогнозирования результатов УПДСМ.

3. Подтверждая свои рассуждения соответствующими, расчетами, мы обозначили основные направления совершенствования пробного педагогического теста. Мы используем две методики оценки тестовых результатов и на их основе рассчитываем основные показатели качества тестов. К экспериментальной проверке педагогических тестов привлекаем экспертов и студентов. Пользуемся также и более объективными способами оценки эффективности тестов — статистическими.

4. Предложена методика использования пакетов педагогических тестов в качестве средства управления УПДСМ. В пакеты мы объединяем усовершенствованные в ходе экспериментальной проверки педагогические тесты I-IV уровней, удовлетворяющие критериям, сформулированным в предыдущей главе.

5. Разработан спецсеминар «Тесты в школьном курсе математики» для студентов 5 курса математического факультета с целью ознакомления с педагогическими тестами, методикой их составления и использования в учебном процессе. Приведены темы курсовых работ и дипломных работ, выполняемых студентами в рамках спецсеминара.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Анализ психолого-педагогической, методической и учебной литературы, изучение опыта работы показали, что концепция педагогического теста разработана с общих психолого-педагогических позиций. Нам не встретилось ни одного системного исследования, изучающего возможности использования педагогических тестов в качестве средства управления учебно-познавательной деятельностью студентов в процессе изучения математических дисциплин в педвузе на основе анализа специфики этой деятельности. Также оказался недостаточно исследованным методический аспект проблемы применения тестов с целью обучения, развития готовности студентов к профессиональному самообразованию.

Для реализации сформулированных нами целей и задач исследования мы провели анализ УПДСМ и условно выделили в ней три составляющих: математическую, учебную и квазипрофессиональную деятельности, охарактеризовав их содержание, предмет, объект и результаты.

Для более детального анализа УПДСМ мы провели классификацию действий по каждому из составляющих ее видов деятельности на четырех уровнях усвоения (подготовительном, алгоритмическом, эвристическом и творческом).

Нами выделены параметры, по которым предполагается отслеживать результаты УПДСМ: уровень усвоения математических знаний, умений и навыков (а), уровень сформированности учебных умений и навыков (р) и уровень сформированности некоторых элементов профессиональной деятельности (у). Каждый из выделенных параметров предполагает достижение студентом заданного уровня усвоения определенных действий, составляющих содержание соответствующего вида деятельности на этом уровне. Например, параметр ai характеризует овладение элементами математической деятельности на I уровне, (Зп — элементами учебной деятельности на II уровне и т. д.

В качестве средства управления УПДСМ предлагаем использовать педагогические тесты достижений.

Мы сформулировали определение педагогического теста достижений, описали виды тестов каждого уровня для оценки результатов УПДСМ. Тест рассматривается нами как достаточно объективное средство получения оперативной информации о состоянии процесса обучения. На основе этой информации, преподаватель может контролировать процесс усвоения элементов каждого вида деятельности, корректировать его и прогнозировать результаты обучения, то есть управлять УПДСМ.

Разработана система критериев качества педагогических тестов. Помимо известных в тестологии категорий валидности и надежности, мы включили в систему критериев также и те категории, которые обусловлены спецификой структуры и содержания УПДСМ. Это соответствие теста: 1) целям УПДСМ- 2) параметрам УПДСМ в каждом из составляющих ее видов деятельности (а, (3, у) — 3) структуре УПДСМ и ее • содержанию в рамках каждого структурного компонента- 4) уровню деятельности на данном этапе обучения.

Нами подробно описана методика создания пробных педагогических тестов, отвечающих выделенным критериям. Условно она разбита на три этапа:

1) подготовительный (выделение целей, аспектов тестирования на основе дидактического анализа изучаемого материала и действий УПДСМ, осуществляемых в процессе его усвоения);

2) основной (составление заданий теста и их компоновка);

3) заключительный (экспериментальная проверка разработанного теста и внесение необходимых коррективов, объединение тестов 1-IV уровней в систему).

Отмечены и проиллюстрированы следующие основные особенности педагогических тестов как средства управления УПДСМ:

1) возможность оценить на базе изучаемого математического материала результаты всех выделенных видов УПДСМ (математического, учебного, квазипрофессионального), в соответствии с ними внести коррективы в учебный процесс;

2) возможность измерить уровень сформированности основных видов действий, составляющих содержание УПДСМ на данном этапе обучения, и качество их усвоения на данном уровне;

3) возможность при составлении теста каждого последующего уровня учитывать результаты предыдущего тестирования, то есть адаптировать тест к текущим достижениям каждого студента;

4) возможность реализовать не только контролирующую функцию тестового метода, но и обучающую, диагностическую, прогностическую.

Нами описаны варианты использования системы педагогических тестов как средства управления УПДСМ с разными целями: контроля, диагностики, обучения или прогнозирования результатов УПДСМ.

Подтверждая свои рассуждения соответствующими расчетами, мы обозначили основные направления совершенствования пробного педагогического теста на основе его экспериментальной проверки экспертными, эмпирическими и статистическими методами. В III главе нашего исследования описаны используемые нами методики обработки результатов тестирования.

Результаты проведенного педагогического эксперимента, позволили нам оформить окончательные выводы нашего исследования и подтвердить сформулированную гипотезу о том, что система педагогических тестов, удовлетворяющая ряду общепедагогических и методических критериев, обусловленных спецификой учебно-познавательной деятельности в процессе изучения математических дисциплин в педвузе, может служить эффективным средством управления учебно-познавательной деятельностью студентов в процессе изучения математических дисциплин в педвузе.

Нами разработан спецсеминар «Тесты в школьном курсе математики» для студентов 5 курса математического факультета с целью ознакомления будущих учителей с педагогическими тестами, методикой их составления и использования в учебном процессе.

Перспектива дальнейшей работы по теме диссертационного исследования может быть обозначена в двух направлениях: 1) разработка содержания пакетов тестов как средства управления УПДСМ по различным разделам математического анализа- 2) проектирование технологии компьютерного использования этих пакетов тестов.