Введение
В социальных системах многие переменные являются латентными, т.е. непосредственно не измеряемыми. Такие переменные задаются через набор индикаторов (тестовых заданий), которые можно непосредственно оценить или измерить. Для преподавателя важно, чтобы тест являлся измерительным инструментом, точно отражал исследуемый латентный параметр. Только качественные измерения могут быть основой для принятия каких-либо решений. Для создания качественного измерителя латентного параметра необходимо грамотно сконструировать систему тестовых заданий и подобрать методический инструмент, способный объективно его измерить. В качестве методического инструмента авторами выбрана модель Раша, признанная в мировом научном сообществе как инструмент для объективного измерения латентных переменных [1]. В статье рассмотрен процесс оптимизации теста по физике для студентов 1-го курса Омского государственного технического университета. Измеряемой латентной переменной (ИЛП) в нашем случае является уровень учебных достижений по физике на входе обучения. Техническая реализация обеспечена программным обеспечением «Измерение латентных переменных», разработанным лабораторией объективных измерений [2].
Структура теста по физике
Рассмотрим структуру теста по физике. По содержанию тест охватывает восемь дидактических единиц (табл. 1).
Таблица 1. Дидактические единицы теста по физике
|
ДЕ, № |
Наименование ДЕ |
Содержание ДЕ |
|
1 |
Элементы кинематики. | Основные кинематические характеристики движения частиц. Теорема о сложении скоростей. |
|
2 |
Элементы динамики частиц. | Основная задача динамики. Законы Ньютона. |
|
3 |
Элементы статики твердого тела. | Момент силы. Условие равновесия твердого тела относительно оси вращения. |
|
4 |
Работа и мощность. Механическая энергия. | Механическая работа и мощность. Механическая энергия. Кинетическая энергия и ее свойства. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия и ее свойства. Внутренняя энергия. |
|
5 |
Законы сохранения в механике. | Закон сохранения импульса. Закон сохранения энергии в механике. Общефизический закон сохранения энергии. |
|
6 |
Электродинамика. | Электростатика. Законы постоянного тока. Магнитное поле. Электромагнитные колебания. |
|
7 |
Принцип относительности в механике. Постулаты СТО. | Принцип относительности в механике. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца для координат и времени и их следствия. Полная энергия частицы. |
|
8 |
Квантовая физика | Закон фотоэффекта. Импульс фотона. |
В качестве уровней познавательной деятельности использовались фактологический (уровень 1), репродуктивный (уровень 2) и продуктивный (уровень 3) уровни, согласно таксономии Лернера [3].
Тест по физике прошел четыре этапа оптимизации. Первый тест состоял из 25 тестовых заданий (ТЗ), по этому тесту тестировалась группа из 91 студента электротехнического факультета. Кодификационная матрица теста № 1 показана в табл. 2.
Таблица 2. Кодификационная матрица теста № 1
| ДЕ, № |
Наименование ДЕ |
Уровни познавательной деятельности |
кол-во ТЗ по ДЕ |
||||
|
1 |
2 |
3 |
ед |
% |
|||
| 1 | Элементы кинематики. |
1 |
2 |
0 |
3 |
12 |
|
| 2 | Элементы динамики частиц. |
1 |
2 |
0 |
3 |
12 |
|
| 3 | Элементы статики твердого тела. |
1 |
2 |
0 |
3 |
12 |
|
| 4 | Работа и мощность. Механическая энергия. |
1 |
2 |
0 |
3 |
12 |
|
| 5 | Законы сохранения в механике. |
2 |
2 |
0 |
4 |
16 |
|
| 6 | Электродинамика. |
1 |
2 |
0 |
3 |
12 |
|
| 7 | Принцип относительности в механике. Постулаты СТО. |
2 |
1 |
0 |
3 |
12 |
|
| 8 | Квантовая физика. |
1 |
2 |
0 |
3 |
12 |
|
| Количество ТЗ по уровням познавательной деятельности |
ед |
10 |
15 |
0 |
25 |
|
|
|
% |
40 |
60 |
0 |
|
100 |
||
Последний (четвертый) тест состоял из 38 ТЗ, по нему тестировались 117 студентов радиотехнического факультета. Кодификационная матрица теста № 4 показана в табл. 3.
Таблица 3 Кодификационная матрица теста № 4
| ДЕ, № |
Наименование ДЕ |
Уровни познавательной деятельности |
кол-во ТЗ по ДЕ |
||||
|
1 |
2 |
3 |
ед |
% |
|||
| 1 | Элементы кинематики. |
2 |
2 |
1 |
5 |
13,16 |
|
| 2 | Элементы динамики частиц. |
2 |
2 |
1 |
5 |
13,16 |
|
| 3 | Элементы статики твердого тела. |
2 |
2 |
1 |
5 |
13,16 |
|
| 4 | Работа и мощность. Механическая энергия. |
2 |
2 |
1 |
5 |
13,16 |
|
| 5 | Законы сохранения в механике. |
3 |
2 |
1 |
6 |
15,79 |
|
| 6 | Электродинамика. |
2 |
2 |
0 |
4 |
10,52 |
|
| 7 | Принцип относительности в механике. Постулаты СТО. |
3 |
1 |
1 |
5 |
13,16 |
|
| 8 | Квантовая физика. |
2 |
1 |
0 |
3 |
7,89 |
|
| Количество ТЗ по уровням познавательной деятельности |
ед |
18 |
14 |
6 |
38 |
|
|
|
% |
47,37 |
36,84 |
15,79 |
|
100 |
||
Из таблиц 2, 3 видно, что тест № 4 имеет более равномерное распределение ТЗ по уровням познавательной деятельности, а это означает, что этот тест охватывает более широкий диапазон ТЗ по трудности. Равномерное распределение ТЗ и их широкий диапазон варьирования по трудности являются основанием для качественного теста и точного измерения латентных переменных [4, 5]. Рассмотрим процесс оптимизации теста. Авторы рассматривают этот процесс с помощью статистических показателей, анализируя при этом содержание самого теста. Основной идеей статьи является то, что качество теста корнями уходит в его содержание [5].
Оптимизация теста по физике производилась в соответствии с разработанным алгоритмом, описанном в работе [6] (рис. 1).
Анализ матрицы исходных результатов тестирования
На первом этапе оптимизации (рис. 1, п. 3.1.) необходимо исключить из матрицы исходных результатов тестирования ТЗ, не дифференцирующие испытуемых. Это те ТЗ, на которые либо все ответили правильно, либо – неправильно, т.е. вероятность правильного ответа для всех испытуемых по выполнению ТЗ одинаковая. В нашем случае таких ТЗ не было, все ТЗ в той или иной степени дифференцируют испытуемых.
Рис. 1 Алгоритм оптимизации теста как измерительного инструмента на основе модели Раша
Библиографический список
-
Masters N. G. The Key to Objective Measurement. Australian Council on Educational Research, 2001.
-
Маслак А.А., Осипов С.А. Измерение латентных переменных // Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2013618487. Дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 10 сентября 2013 г.
-
Каким быть учебнику: дидактические принципы построения / Под ред. И.Я. Лернера, Н.М. Шахмаева. Ч.1-2., М., 1992
-
Летова Л.В. Исследование качества теста единого государственного экзамена по физике с помощью модели Раша // Управление образованием: теория и практика. 2013. №3(11). – С. 52-61.
-
Летова Л.В. Исследование качества теста как измерительного инструмента // Дистанционное и виртуальное обучение. 2013. №11. – С. 116 – 125.
-
Летова Л.В. Анализ качества теста ЕГЭ по биологии на основе модели Раша // Управление образованием: теория и практика. 2014. №2(14). – С. 100-107.
-
Полонянкин Д.А. Методика формирования познавательной мотивации у студентов младших курсов вузов при обучении физике. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. – 48 c.
-
Полонянкин Д.А. Верификация модели формирования мотивации учебной деятельности студентов младших курсов при обучении физике // Вестник ТГПУ. – № 4 (94). – 2010. – С. 125 – 130.
-
Летова Л.В. Исследование влияния неравномерного распределения тестовых заданий на точность измерения латентных параметров (часть 1) // Современные научные исследования и инновации. – Апрель 2014. – № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/04/33733 (дата обращения: 21.04.2014).
-
Летова Л.В. Исследование влияния неравномерного распределения тестовых заданий на точность измерения латентных параметров (часть 2) // Современные научные исследования и инновации. – Май 2014. – № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/05/33827 (дата обращения: 22.05.2014).