DIAGNOSTICS OF STUDENTS' KNOWLEDGE IN THE DIGITAL EDUCATIONAL ENVIRONMENT OF A UNIVERSITY IN THE STUDY OF MATHEMATICAL DISCIPLINES

ДИАГНОСТИКА ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ В ЦИФРОВОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ ВУЗА ПРИ ИЗУЧЕНИИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН

Научная статья

Макарченко М.Г.¹, Сидорякина В.В.^2, *, Забеглов А.В.³

² ORCID: 0000-0001-7744-015X;

^{1, 2, 3} Таганрогский институт имени А.П. Чехова (филиал) РГЭУ (РИНХ), Таганрог, Россия

* Корреспондирующий автор (cvv9[at]mail.ru)

Аннотация

Статья посвящена изучению проблем диагностики качества знаний студентов по математическим дисциплинам в цифровой образовательной среде высшего учебного заведения. Данная проблема непосредственно связана с современными технологиями компьютерного тестирования, которые позволяют проводить мониторинг усвоения знаний предметной области, их контроль и оценку. Организация диагностики качества знаний обучаемых предполагает разработку надежного инструментария и эффективных методов по оперативному управлению преподавателем данным процессом. На примере конкретной образовательной организации авторами предпринята попытка рассмотреть цифровые технологии, позволяющие проводить качественную диагностику знаний по математическим дисциплинам, а также повышать её результативность.

Ключевые слова: высшее образование, цифровая образовательная среда, цифровые технологии, диагностика знаний, компьютерное тестирование, математические дисциплины.

DIAGNOSTICS OF STUDENTS' KNOWLEDGE IN THE DIGITAL EDUCATIONAL ENVIRONMENT OF A UNIVERSITY IN THE STUDY OF MATHEMATICAL DISCIPLINES

Research article

Makarchenko M.G.¹, Sidoryakina V.V.^2, *, Zabeglov A.V.³

² ORCID: 0000-0001-7744-015X;

^{1, 2, 3} A. P. Chekhov Taganrog Institute, branch of the Rostov State University of Economics, Taganrog, Russia

* Corresponding author (cvv9[at]mail.ru)

Abstract

The article discusses the problems of diagnosing the quality of student knowledge in mathematical disciplines in the digital educational environment of a higher educational institution. This problem is directly related to modern computer testing technologies, which allow monitoring the assimilation of knowledge of the subject area, their control and evaluation. The organization of diagnostics of the quality of student knowledge involves the development of reliable tools and effective methods for the operational management of this process by the teacher. Using the example of a specific educational organization, the authors attempt to examine digital technologies that allow for high-quality diagnostics of knowledge in mathematical disciplines and increasing its effectiveness.

Keywords: higher education, digital educational environment, digital technologies, knowledge diagnostics, computer testing, mathematical disciplines.

Введение

Глобальные процессы цифровизации высшего образования и на их основе выработка новых концептуально – методологических подходов обучения представляется достаточно важной проблемой в теории и практике. Современная цифровая среда образовательных учреждений требует распространения и обновления качественного программного обеспечения, например, информационных систем, позволяющих получать доступ к различным образовательным ресурсам, электронным научным библиотекам, результатам современных научных исследований и др. [1], [2], [3]. Проникновение образовательных цифровых технологий в учебный процесс высших учебных заведений в сочетании с научно-педагогическим опытом профессорско-преподавательского состава создаёт возможности для эффективного расширения образовательных перспектив каждого студента [4], [5].

Составной частью цифровизации учебного процесса является внедрение системы компьютерной диагностики знаний обучающихся. Использование современных компьютерных технологий делает диагностику знаний эффективнее, подбор заданий разнообразнее, а процесс интереснее.

Компьютерная диагностика результатов обучения предполагает тщательную подготовку процесса, непосредственно организацию диагностики, подведение итогов и интерпретацию результатов. Важность каждого из этих действий является безусловной, однако, при рассмотрении проблемы внедрения компьютерной диагностики в учебный процесс, большинство исследований обращено к подготовке данного процесса, считая его наиболее трудоёмким. Здесь преподавателю необходимо выполнить планирование результатов обучения, а также создать инструментальную систему и базу данных.

Не претендуя на полноту перечисления, отметим авторов, чьи работы посвящены проблемам внедрения компьютерной диагностики в различные сферы образования: Е.И. Машбиц, В.А. Якунин, Н.Ф. Талызина, В.И. Нардюжев, А.В. Донкарев, Е.А. Суховиенко и др. Результаты исследований в данной области демонстрируют разнообразие существующих форм и методов компьютерной диагностики, среди которых особым образом выделяются тесты [6], [7], [8].

В настоящей работе авторами представлен опыт использования компьютерного тестирования знаний студентов при изучении математических дисциплин на примере конкретной образовательной организации.

Основные результаты

Для повышения качества учебного процесса педагогу требуется надежный инструментарий для измерения и оценки знаний обучаемых. Важность своевременной диагностики и устранения пробелов в знаниях в процессе обучения обусловлена возможностями получения преподавателем необходимой информации о возникших затруднениях его подопечных и возможностью оперативно исправить обнаруженные проблемы. Внедрение цифровых технологий в учебный процесс повышает статус контролирующих мероприятий и их эффективность.

Для диагностики и управления учебно-познавательной деятельностью студентов в вузах широко применяется компьютерное тестирование. Высокая технологичность компьютерного теста даёт возможности автоматизировать процесс диагностики и оперативно обработать её результаты. В отличие от существующей традиционной методики тестового контроля, компьютерное тестирование позволяет использовать более «точные» методы контроля знаний обучающихся, снизить материальные расходы и временные затраты, а также демократизировать сам процесс [9].

На примере опыта организации учебного процесса в Таганрогском институте имени А.П. Чехова (филиал) ФГБОУ ВО «Ростовский государственный экономический университет (РИНХ)» рассмотрим системы компьютерного тестирования, используемые при изучении математических дисциплин. Коллективом кафедры математики в течение нескольких последних лет активно разрабатывалась система компьютерного тестирования с целью эффективной диагностики предметных знаний обучающихся педагогического направления подготовки при изучении дисциплин: Избранные вопросы математического анализа, Избранные вопросы алгебры и геометрии, Алгебра и теория чисел, Геометрия, Математическое моделирование, Применение построения математических моделей в естествознании и др. В настоящее время коллективом для этих целей используется преимущественно система электронного обучения и тестирования Moodle. Возможности модуля «Тест» в Moodle позволяют проводить диагностику качества знаний для студенческих групп и для отдельного студента с учётом его индивидуальных особенностей. В процессе тестирования контрольно-обучающей компьютерной системой формируется база данных по всем пользователям.

Контент тестовых заданий в рамках электронного курса, размещенного в банке вопросов данного модуля, педагог может модернизировать в течение учебного года, например, наполняя его содержание дополнительным набором тестовых вопросов. Здесь имеется гибкая система настройки, позволяющая каждому преподавателю сначала сформировать базу, содержащую тестовые вопросы по категориям, а уже потом эти тестовые вопросы включить в состав тестов. Выбор вопроса из данной категории может осуществляться случайным образом, что обеспечивает при каждой попытке разный набор вопросов [10, С. 106].

При составлении банка вопросов, не представляет затруднений размещение заданий на вычисление, ответом на которые может являться однозначный численный результат. Наиболее же распространёнными видами заданий, используемыми при разработке банка заданий, являются задания на числовой ответ, множественный выбор и соотнесение терминов и их смыслов.

Высокая результативность диагностики достигается при проведении процедуры первичного тестирования, позволяющего получить показатели начального уровня знаний обучающегося и с их учётом спроектировать маршрут изучения дисциплины. Использование преподавателем средств тестирования во время проведения практических занятий позволяет определить уровень понимания и усвоения студентами основ теоретического материала (знание определений понятий, формулировок теорем, математических формул, методов решения задач и др.), а также умение применить его при выполнении конкретных заданий. Итоговое тестирование позволяет педагогу объективно проверить и оценить качество знаний студентов в ходе изучения дисциплины или её модуля. В ряде случаев результаты компьютерного тестирования знаний обучающихся служат основанием для получения зачета или отметки на экзамене. Результаты тестирования определяются по шкале, которая согласуется с используемой в вузе балльно-рейтинговой системой. Результаты тестирования отображаются в форме таблиц и диаграмм, демонстрируя распределение полученных студентами баллов по диапазону оценок.

Несмотря на огромные преимущества использования компьютерных тестов при диагностике знаний студентов, по мнению авторов, требуется осмысление ряда следующих проблем:

1. Проблемы диагностики целостности, системности и структурированности математических знаний студентов. Эта проблема предполагает получение данных, которые говорили бы о том, что все аспекты, смыслы того или иного математического понятия студентом поняты (а не некоторые из них). К примеру, выбор определения из набора предложений еще не говорит о сформированной целостности соответствующего математического понятия, его надо уметь распознавать в задачных ситуациях, уметь опираться на его смыслы в ходе построения математических рассуждений и т.п. Современные средства диагностики должны «оцифровать» вводимую студентом информацию и адекватно на нее реагировать.
2. Проблемы диагностики реализации программных компетенций в процессе математической подготовки. Эти проблемы вызывают определенные предубеждения, вносящие сомнения в реестр однозначности сформированности той или иной компетенции средствами именно данной математической дисциплины. Определение уровня овладения компетенцией весьма затруднительно. Разработанные для этого тестовые задания, с одной стороны, должны быть полидисциплинарны, а с другой – они вряд ли смогут компенсировать другие проблемы, например, целостность и структурированность теоретического материала по конкретной математической дисциплине.
3. Проблемы своевременности обучающей отзывчивости средств диагностики качества знаний студентов в цифровой образовательной среде вуза в процессе изучения математических дисциплин. Современные средства диагностики в цифровом формате, как правило, достаточно быстро позволяют получить данные правильности или ошибочности выполненных тестовых заданий. Здесь речь идет не об этом. Речь идет о выявлении не столько результатов тестирования, сколько об указании тех учебных действий, которые не усвоены, а также о причинах такого положения дел. Пока в системе электронного обучения и тестирования Moodle преподаватель разберется в проблемах студента, пока письменно отреагирует, пока студент увидит замечания преподавателя и проанализирует их, пройдет время, длительность которого «обратно пропорциональна» качеству обучения. Своевременная взаимная «отзывчивость» (именно содержательная отзывчивость) средств диагностики предоставляет нужную информацию субъектам обучения.
4. Проблемы диагностики обученности понимания смыслов теоретического материала. Каждый преподаватель знает, что глубину понимания невозможно установить без качественных вопросов. Формат тестов по математическим дисциплинам затрудняет включение качественных вопросов, определяющих уровень глубины понимания теоретического материала. Прямой опрос студента, личная беседа, наталкивают на качественный вопрос. Каждый студент должен знать свой уровень глубины осмысления теоретического материала, а не только «отличники».

Заключение

В настоящей статье обоснована актуальность использования компьютерного тестирования для проведения диагностики теоретических и практических знаний студентов при изучении математических дисциплин. Модуль «Тест» в системе электронного обучения и тестирования Moodle является довольно удобным средством контроля знаний студентов, позволяет автоматизировать этот процесс, редактировать и накапливать задания, легко и быстро интерпретировать результаты и т.д. Опираясь на опыт работы использования компьютерного тестирования, авторами выявлены некоторые проблемы, осмысление и учёт которых, позволит в будущем внести коррективы в процесс организации и проведения данного вида мероприятий. 

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

 

Список литературы / References

1. Фасоля А.А. Конвергенция современных информационно-коммуникационных технологий в образовании / А.А. Фасоля, С.А. Калищук // Мир образования – образование в мире. – 2017. – № 3 (67). – С. 196-200.
2. Андреев А.А. Дистанционное обучение: сущность, технология, организация / А.А. Андреев, В.И. Солдаткин. – М.: МЭСИ, 1999. – 196 с.
3. Шаршакова Л.Б. Педагогическая диагностка образовательного процесса: методич. Пособие / Л. Б. Шаршакова. – СПб : ГБОУ ДОД Дворец детского (юношеского) творчества «У Вознесенского моста», 2013. – 52 с.
4. Волков П.Б. Варианты диагностики ключевых компетенций студентов педагогических специальностей при оценке результатов обучения / П.Б. Волков, Р.С. Наговицын // Непрерывное образование: XXI век. – 2017. – № 4 (20). DOI: 10.15393/j5.art.2017.3725.
5. Артамонова М.В. Методические рекомендации по реализации требований к программно-дидактическим тестовым материалам в процессе внедрения системы тестирования учебных достижений студентов в вузе / М.В. Артамонова, А.А. Киринюк, И.Б. Назарова, Т.Н Тягунова.- М., 2006. – 83 с.
6. Черных А.И. Использование технологий компьютерного тестирования для контроля качества знаний студентов технологического университета / А.И. Черных, Т.Л. Шапошникова // Вестник Ставропольского государственного университета. – 2008. –№55. – С. 74-79.
7. Охотина Л.Н. Компьютерное тестирование знаний студентов по математики / Л.Н. Охотина // Педагогическая информатика. – 2007. –№ 3. – С. 46-51.
8. Аманжолов С.А. Средства и методы контроля знаний студентов в цифровой образовательной среде вуза при изучении инженерно-графических дисциплин / С.А. Аманжолов // Общество: социология, психология, педагогика. – 2019. –№ 1. DOI: 10.24158/spp.2019.1.10.
9. Будникова И.К. Компьютерное тестирование в системе Moodle / И.К. Будникова, Е.В. Приймак // Вестник технологического университета. – 2016. – Т.19. – №10. – C. 106-108.
10. Качалова Л. П. Контроль знаний / Л. П. Качалова – [Электронный ресурс] URL: http://bongeo.teach.obr55.ru/p136aa1.html (дата обращения: 02.11.2016).

Список литературы на английском языке / References in English

1. Fasolja A.A. Konvergencija sovremennyh informacionno-kommunikacionnyh tehnologij v obrazovanii [Convergence of modern information and communication technologies in education] / A.A. Fasolja, S.A. Kalishhuk // Mir obrazovanija – obrazovanie v mire [World of education-education in the world] – 2017. – № 3 (67). – Pp. 196-200. [in Russian]
2. Andreev A. A. Distancionnoe obuchenie: sushhnost', tekhnologija, organizacija [Distance learning: essence, technology, organization] / A. A. Andreev, V. I. Soldatkin. - M.: MESI, 1999 – 196 p. [in Russian]
3. Sharshakova L. B. Pedagogicheskaja diagnostka obrazovatel'nogo processa: metodich. Posobie [Pedagogical Diagnostics of the Educational Process: A Manual] / L. B. Sharshakova. - St. Petersburg: Dvorec detskogo (junosheskogo) tvorchestva «U Voznesenskogo mosta», 2013. – 52 p. [in Russian]
4. Volkov P.B. Variants of diagnostics of key competencies of students of pedagogical specialties in assessing learning outcomes / P.B. Volkov, R.S. Nagovitsyn // Continuing education: XXI century. – 2017. – № 4 (20). DOI: 10.15393 / j5.art.2017.3725. [in Russian]
5. Artamonova M.V. Methodological recommendations for the implementation of requirements for software and didactic test materials in the process of introducing a system for testing students' academic achievements at a university / M.V. Artamonova, A.A. Kirinyuk, I.B. Nazarova, T.N. Tyagunova. – M., 2006. – 83 p. [in Russian]
6. Chernykh A.I. The use of computer testing technologies to control the quality of knowledge of students of a technological university / A.I. Chernykh, T.L. Shaposhnikova // Bulletin of the Stavropol State University. - 2008. –№ 55. - Pp. 74-79. [in Russian]
7. Okhotina L.N. Computer testing of students' knowledge in mathematics / L.N. Okhotina // Pedagogical informatics. – 2007. – №. 3. – Pp. 46-51. [in Russian]
8. Amanzholov S.A. Means and methods of control of students' knowledge in the digital educational environment of the university in the study of engineering and graphic disciplines / S.A. Amanzholov // Society: sociology, psychology, pedagogy. – 2019. –№. 1. DOI: 10.24158/spp.2019.1.10. [in Russian]
9. Budnikova I.K. Computer testing in the Moodle system / I.K. Budnikova, E.V. Priymak // Bulletin of the Technological University. – 2016. – Vol.19. – №. 10. - Pp. 106-108. [in Russian]
10. Kachalova L. P. Kontrol’ znanij [Control of knowledge]. / L. P. Kachalova – [Electronic resource] URL: http://bongeo.teach.obr55.ru/p136aa1.html (accessed: 02.11.2016). [in Russian]