способ контроля уровня получаемых знаний

Формула изобретения

Способ контроля уровня получаемых знаний при дистанционном обучении, основанный на размещении на мониторе контрольного вопроса и вариантов ответа на данный вопрос, выборе одного, предпочтительного обучающемуся, варианта ответа при помощи перемещения курсора манипулятора к месту расположения его индикатора и последующего определения правильности ответа по конечному положению курсора, отличающийся тем, что после размещения на мониторе индикаторов вариантов ответов в интервале от момента начала движения курсора до момента фиксации его конечного положения формируют массив траекторных параметров его движения, определяют автокорреляционную функцию полученного массива траекторных параметров и определяют уровень уверенности обучающегося в полученных знаниях по положению максимума функции, при расположении которого в пределах заданной ошибки принятия решения в начале координат делается вывод о «правильной» (уверенной) или неуверенной мотивации ответа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области технологий компьютерного тестирования при обучении и подготовке специалистов для различных отраслей знаний и специальностей в условиях, когда обучающийся и обучающий лишены возможности прямого контакта.

В настоящее время в связи с развитием методов компьютерного обучения и автоматизации процедур оценки полученных знаний и навыков быстро развивается область автоматизированного контроля знаний у обучающихся, реализуемая, в основном, на основе разработки новых компьютерных тестов. Наиболее важной областью применения таких тестов является дистанционное обучение. Для повышения достоверности получаемых обучающимся оценок в настоящее время можно выделить два направления, основанные, соответственно, на повышении количества используемых вопросов и увеличении вариабельности ответов на них. Известны способы контроля уровня получаемых знаний (см., например, Королева Г.В. К проблеме внедрения информационных и Интернет технологий в систему образования. Вопросы Интернет образования, 2001, №1, Галеев И.Х., Абуталипова Л.Н., Филяев А.И., Колосов О.В. Сетевое обучение проектированию онтологий на примере онтологии компьютерных вирусов. Казань: Казанский государственный технологический университет, 2006), основанные на подготовке вариантов вопросов по изучаемому курсу, сопоставлении вариантов ответов пиктограмм с последующим расположением их на экране монитора и оценке уровня знаний по количеству конечных положений курсора манипулятора на пиктограмме, соответствующей правильному ответу на вопрос. Основным недостатком таких методов остается невозможность контроля мотивации тестируемого при ответе, поскольку он может просто угадать правильный ответ, ему его могут подсказать или при проведении контроля он может использовать различные методы информационного воздействия на тестирующий компьютер. Известны также методы контроля уровня знаний, основанные на опосредованном компьютерно-игровом подходе, когда составленный перечень вопросов располагается в определенной ситуационной схеме и тестируемому предлагается управлять ситуацией в соответствии с имеющимся уровнем полученных знаний (см., например, Симонов П.В., Анисимов Т.А. Игровой подход на примере исследования эмоциональной реакции человека // Журнал высшей нервной деятельности. 1978. т.28 №4. с.675-681; Мартынов Н.Н., Иванов А.П. Компьютерная обучающая программа «MathLab 5.X»: вычисления, визуализация, программирование. М.: «КУДИЦ-Образ», 2000, Методы компьютерного тестирования. М.:МГУ, 1998. 242 с.). Однако и такие методы не обеспечивают полного определения мотивации, хотя позволяют достаточно точно оценить психологические характеристики тестируемого и синтезировать оценку уровня полученных знаний на основе уверенности поведения. Кроме того, эти методы требуют учета психодинамических характеристик испытуемого и достаточно трудоемки как на этапе подготовки теста, так и на этапе обработки результатов.

Наиболее близким по сущности и по назначению предлагаемому способу из приведенных выше аналогов является способ (см. Методы компьютерного тестирования. М.: МГУ, 1998. 242 с.), основанный на составлении перечня вопросов, сопоставлении вариантам ответов пиктограмм с последующим размещением их на экране монитора и последующем определении конечного положения курсора манипулятора, на основании которого при одиночном отсчете или набранной статистике делается вывод об уровне знаний тестируемого.

Однако получаемые при этом оценки не всегда отражают реальный уровень знаний. Это обусловлено, в первую очередь, отсутствием возможности определения мотивации тестируемого при подготовке ответа, особенно в условиях, когда прямой контакт обучающегося и обучающего затруднен или кратковременно прерван. Возможны естественные или преднамеренные сбои тестирующего компьютера или подготовки обучающегося только по известному перечню используемых при тестировании вопросов. Для исключения этого размещение обучающего у компьютера при тестировании приводит к переходу на обычный метод проверки знаний путем непосредственного общения обучающегося и обучающего. Это сводит преимущества автоматизированного определения уровня знаний к нулю.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение достоверности и точности контроля уровня получаемых знаний при дистанционном обучении.

Указанный результат достигается тем, что в известном способе контроля уровня получаемых знаний при дистанционном обучении, основанном на размещении на мониторе контрольного вопроса и вариантов ответа на данный вопрос, выборе одного, предпочтительного обучающемуся, варианта ответа при помощи перемещения курсора манипулятора к месту расположения его индикатора и последующего определения правильности ответа по конечному положению курсора, после размещения на мониторе индикаторов вариантов ответов в интервале от момента начала движения курсора до момента фиксации его конечного положения формируют массив траекторных параметров его движения, определяют автокорреляционную функцию полученного массива траекторных параметров и определяют уровень уверенности обучающегося в полученных знаниях по положению максимума функции, при расположении которого в пределах заданной ошибки принятия решения в начале координат делается вывод о «правильной» (уверенной) или неуверенной мотивации ответа.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем:

в соответствии с предложением проводится составление вопросов, сопоставление им пиктограмм вариантов ответов и их расположение на экране монитора. Затем, начиная с момента начала движения курсора манипулятора, его траектория движения записывается или запоминается до момента окончания движения манипулятора, то есть до фиксации положения на одном из вариантов ответов, и формируется массив траекторных параметров движения курсора. Затем, в отличие от прототипа, проводится построение автокорреляционной функции полученного массива траекторных параметров на временном интервале выбора тестируемым варианта ответа, то есть от момента появления на мониторе пиктограмм вариантов ответов до момента фиксации конечного положения курсора (например, при нажатии на одну из кнопок манипулятора или клавишу клавиатуры). В результате прямого или опосредованного считывания координатных сигналов манипулятора из регистров портовых устройств (буферов) манипулятора и записи получаемых данных в заранее отведенную область основной или дополнительной памяти образуется упорядоченный массив, содержащий выборку данных траекторных параметров с постоянным периодом по времени или по величине сдвига манипулятора. Это позволяет определить пространственно-частотные характеристики движения курсора манипулятора, которые непосредственно связаны с пондемоторными процессами, полностью определяющимися психодинамическими характеристиками тестируемого, и позволяют оценивать мотивацию ответов. Вывод о мотивации ответов делается на основе положения максимума автокорреляционной функции - его положение в точке начала координат соответствует «правильной» (уверенной) мотивации, а в другом месте - «неправильной» (неуверенной).

Предлагаемый способ основан на наличии многочисленных прямых и опосредованных связей между подсознательным состоянием человека и его пондемоторикой, его убежденностью и «осознанием» факта правильного понимания изученного материала или факта «жульничества» при синтезе ответа, то есть при перемещении и фиксации положения курсора манипулятора.

На фигуре 1 представлены зависимости времени пондемоторной реакции (в секундах) при различном уровне конкурирующих психодинамических характеристик личности, обусловленных ее «осознанием» правильности или неправильности действий. На горизонтальных осях этих рисунков представлены численно измеряемые показатели парно конкурирующих психодинамических характеристик, в частности текущих уровней мотивации поведения и диссолюции сознания (фиг.1а), восприятия и самооценки (фиг.1б). При значении этих показателей, близких к некоторому рациональному (в точках провала поверхностей), когда личность находится как бы в согласии с собой, время пондемоторной реакции становится минимальным, а при рассогласовании заметно увеличивается. Это является основой, на которой можно путем измерения времени реакции пондемоторики личности оценить уровень ее уверенности в правильности действия или неуверенности, обусловленной «жульничеством» при выполнении заданных правилами действий.

На фигуре 2 представлены экспериментально измеренные автокорреляционные функции траектории движения курсора манипулятора при различных условиях выдачи ответов - при убежденности в правильности действий (фиг.2а), при подсказанном ответе (фиг.2в) и при угаданном ответе (фиг.2б). Разброс значений величины автокорреляционной функции, обусловленный разбросом в психодинамических параметрах испытуемых, погрешностью измерений и другими аналогичными факторами, представлен в виде шума, амплитуда которого образует некоторый интервал, в пределах которого проведение оценок вполне справедливо. В первом случае (фиг.2а), когда ответ правильный и отвечающий подсознательно убежден в правильности своих действий, автокорреляционная функция траектории движения курсора манипулятора имеет ярко выраженный максимум в начале координат. Во втором случае (фиг.2б) сдвиг максимума автокорреляционной функции обусловлен порождаемым на подсознательном уровне противоречием между необходимостью «правильных действий» и невозможностью их проведения в текущей ситуации. Это порождает заметное отклонение положения текущей «рабочей точки», отражающей текущее состояние личности на поверхности скорости пондемоторной реакции (фиг.1а и б), что в терминах парно конкурирующих психодинамических характеристик отражается как рассогласование или нарушение в мотивации поведения. В третьем случае (фиг.2в) этот процесс имеет экстремальное выражение в смысле противоречия между парно конкурирующими показателями и их выражением в поведенческой мотивации, т.е. ответ был подсказан.

Таким образом, «правильная» мотивации ответа будет соответствовать положению максимума автокорреляционной функции в центре координат с ошибкой, определяемой точностью анализа и разбросом измеряемых траекторных параметров. Необходимо при этом заметить, что в начале координат разброс значения автокорреляционной функции существенно уменьшается (см. фиг.2), что позволяет повысить точность определения «правильной» мотивации.

Таким образом, сущность предложения заключается, в отличие от известных решений, во введении в процедуру оценки уровня знаний оценку уровня мотивации ответа тестируемого, основанного на анализе траектории движения курсора манипулятора, которая полностью определяется через пондемоторные реакции тестируемого.

Педагогическая практика показывает, что предлагаемый способ позволяет повысить достоверность контроля уровня знаний при дистанционном обучении примерно на 30%. Количественно это выражается в отношении суммарных баллов оценок, получаемых одной и той же группой обучающихся при очном и дистанционном контроле знаний, и составляет величину порядка 30%.

Предлагаемое изобретение является новым, поскольку из общедоступных публикаций не известен способ контроля уровня получаемых знаний при дистанционном обучении, базирующийся на том, что, после размещения на мониторе индикаторов вариантов ответов в интервале от момента начала движения курсора до момента фиксации его конечного положения формируют массив траекторных параметров его движения, определяют автокорреляционную функцию полученного массива траекторных параметров и определяют уровень уверенности обучающегося в полученных знаниях по положению максимума функции, при расположении которого в пределах заданной ошибки принятия решения в начале координат делается вывод о «правильной» (уверенной) или неуверенной мотивации ответа.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку приведенная совокупность известных операций приводит к новому положительному эффекту, заключающемуся в повышении примерно на 30% достоверности контроля уровня знаний при дистанционном обучении.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации не требуется разработки принципиально новых технологий или оборудования, а его реализация может быть проведена на основе стандартных тестирующих комплексов, функционирующих на основе компьютеров.