Технология проектирования компьютерных тестов предметной области

Проектирование модульной модели знаний

Метод нисходящего проектирования модели знаний состоит в следующем: вначале строится генеральное содержание предметной области с разбивкой на укрупненные модули (разделы). Затем проводится детализация модулей на элементарные подмодули, которые, в свою очередь, наполняются педагогическим содержанием .

Каждый модуль предполагает входящую информацию, состоящую из набора необходимых понятий из других модулей и предметных областей, а на выходе создает совокупность новых понятий, знаний, описанных в данном модуле, рис. 1.

Рисунок 1.

Модуль может содержать подмодули. Элементарный подмодуль - неделимый элемент знания - может быть представлен в виде базы данных, базы знаний, информационной модели. Понятия и отношения между ними представляют семантический граф (рис. 2).

Рисунок 2.

Пример элемента модуля знаний по теме «Исследование графиков функций», рис. 3.

Рисунок 3.

Модульное представление знаний помогает:

• организовывать четкую систему контроля с помощью компьютерного тестирования, поскольку допускает промежуточный контроль (тестирование) каждого модуля, итоговый контроль по всем модулям и их взаимосвязям;

• осуществлять наполнение каждого модуля педагогическим содержанием;

• выявлять и учитывать семантические связи модулей и их отношения с другими предметными областями [9].

Основные понятия компьютерного тестирования

Тестирование - процесс оценки соответствия личностной модели знаний ученика экспертной модели знаний. Главная цель тестирования - обнаружение несоответствия этих моделей (а не измерение уровня знаний), оценка уровня их несоответствия. Тестирование проводится с помощью специальных тестов, состоящих из заданного набора тестовых заданий.

Тестовое задание - это четкое и ясное задание по предметной области, требующее однозначного ответа или выполнения определенного алгоритма действий.

Тест - набор взаимосвязанных тестовых заданий, позволяющих оценить соответствие знаний ученика экспертной модели знаний предметной области.

Тестовое пространство - множество тестовых заданий по всем модулям экспертной модели знаний.

Класс эквивалентности - множество тестовых заданий, таких, что выполнение учеником одного из них гарантирует выполнение других.

Полный тест - подмножество тестового пространства, обеспечивающее объективную оценку соответствия между личностной моделью и экспертной моделью знаний.

Эффективный тест- оптимальный по объему полный тест.

Эффективный компьютерный тест оценивает уровень соответствия или несоответствия личностной модели знаний ученика и экспертной модели.

Множество тестовых заданий (тестовое пространство), 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 объему 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 тестовый эксперимент на группе учащихся, который позволит провести корректировку и доводку теста до вида эксплуатации.

Способы составления тестовых заданий

(по степени сложности)

1) формирование вопросов к понятиям, составляющим узлы семантического графа (рис. 2), разработка упражнений, требующих для их выполнения знания свойств выбранного понятия;

2) разработка тестовых заданий, определяющих отношения между понятиями;

3) конструирование заданий, выявляющих связь понятий между отдельными модулями.

Этапы построения компьютерных тестов:

1) формализация экспертной целевой модели знаний;

2) проектирование тестового пространства;

3) формирование и наполнение тестовых заданий;

4) формирование полного компьютерного теста;

5) тестовый эксперимент;

6) выбор эффективного теста;

7) анализ, корректировка и доводка теста до вида эксплуатации [9].

Тема 10