Система тестового контроля при графической подготовке инженеров-механиков

научно-исследовательская

организационно-управленческая

- а),

- б),

- в),

- г).

Задачи профессиональной деятельности

а) Производственная деятельность:

- обеспечение работоспособности и модернизации технологического оборудования;

б) проектно-конструкторская деятельность:

- проектирование, расчет и выбор оборудования, машин и аппаратов,

- разработка проектно-сметной документации,

- анализ альтернативных вариантов технологического оборудования,

в) научно-исследовательская деятельность:

- проведение научных исследований в области теоретических основ в химической промышленности, нефтехимии,

- моделирование производственных узлов, оборудования и установок для технологических процессов,

- патентный поиск;

г) организационно-управленческая деятельность:

- организация работы коллектива в условиях производства,

- осуществление технического контроля,

- технико-экономический анализ производства.

Квалификационные

требования

1) Для решения профессиональных задач инженер: составляет планы размещения оборудования, организации рабочих мест; рассчитывает производственные мощности, нормативы материальных затрат, эффективность проектируемого оборудования; рассматривает рационализаторские предложения; разрабатывает проектно-техническую и нормативную документацию, оформляет научно-исследовательские и проектно-конструкторские решения; изучает специальную литературу и другую научно-техническую информацию.

2) Инженер должен знать: методы экспериментального исследования при проектировании технологического оборудования, математические модели процессов, протекающие в машинах и аппаратах, средства вычислительной техники, каталоги для выбора машин и аппаратов, свойства конструкционных материалов.

3) Инженер должен владеть: методами расчета, проектирования, исследования, эксплуатации технологического оборудования, способами конструирования машин и аппаратов химических производств, методами математического и физического моделирования технологических процессов, протекающих в машинах и аппаратах.

4) Инженер должен обеспечивать промышленную безопасность при проектировании и эксплуатации технологического оборудования.

Согласно проектам модели специалиста и профессиограммы инженера-механика специфику обучения графике и контроля за этим обуславливают функции, выполняемые в дальнейшем инженером и соответствующие им профессиональные умения: проектировочные - создание технических систем, объектов, перспективное планирование профессиональной деятельности, проектирование систем управления и контроля; конструктивные - выполнение эскизов, схем, чертежей на изготовление изделий, обеспечение работы оборудования технологического процесса в соответствии с техническими условиями, определение системы мероприятий для устранения неполадок; гностические - чтение технических чертежей, схем, карт, выявление возможностей и условий выполнения предстоящей работы, определение технических характеристик оборудования [62. С. 22].

Привитие графических профессиональных умений происходит поэтапно. Первый этап - изучение предмета «Черчение» в школе, второй - изучение вузовской дисциплины «Начертательная геометрия и инженерная графика» на 1-2 курсах. Будущим инженерам сообщаются графические знания, которые являются: 1) теоретическими основами геометрических построений и преобразований чертежа; 2) знаниями методов решений позиционных и метрических задач; 3) теорией образования аксонометрических проекций.

В таблице 4 представлен распространенный классификатор знаний и способностей по B.S. Bloom [181] и В.С. Аванесову [5]. Таблица дополнена примерами графических знаний и умений инженера-механика.

Таблица 4

Классификатор знаний (и способностей)

Виды знаний (по Блуму-Аванесову)	Содержание видов знаний	Требования к обобщенным целям по видам знаний	Примеры графических знаний и умений инженера-механика
1	2	3	4
Фактуальные Фк	знание названий, фактов, терминов, законов, определений	Обучаемый запоминает и воспроизводит: термины, определения, их смысл	Определения 1) плоскостей частного положения; 2) резьбы, резьбовых соединений.
Сравнительные Ср	сопоставление - знание противоположностей, противоречий общего и различий	Сравнивает факты, определения, объекты, термины; находит общее, различия, противоречия	Умение найти общее и разное 1) в пространственном положении частных плоскостей ; 2) в изображениях метрической и трубной резьб.
Причинно-следственные Пр	знание причинно-следственных отношений	Находит причину следствия; зная причину, предполагает последствия, выдвигает гипотезу	Если 1) горизонтальная проекция прямой проецируется в н.в., то ее фронтальная проекция || 0х;
			2) деталь с резьбой имеет фаску, на виде слева (справа) нет изображения фаски.
Классификационные Кл	знание оснований, принципов классификаций; умение выделять части целого, связи между ними	понимает принципы целого и правила классификаций	Классификация 1) плоскостей; 2) резьб.
Ассоциативные Ас	знание, которое формируется по аналогии, на основе частичного сходства и связи	выделяет сходные черты и свойства объектов, использует знакомые понятия; выявляет внутренние связи	1) Выделяет из эпюрных изображений плоскости частного или общего положений. 2) Резьбовые соединения изображает и обозначает отлично, например, от сварных.
Алгоритмические Ал	знания процессуальные, процедурные, логические последовательности операций	умеет составлять план ответа, решать задачу	1) Построение перпендикуляра к плоскости по известным алгоритмам. 2) Изображение и обозначение стандартных резьб.

Данный классификатор, представляющий определенную таксономическую модель (таксономия - теория классификации и систематизации сложноорганизованных объектов, имеющих иерархическое строение), не образует полной классификационной системы, но допускает расширение представленной номенклатуры, замены одних видов знаний другими, объединение их в различные группы [63. C. 71; 79. C. 101].

К числу наиболее значимых для профессиональной подготовки студентов механических специальностей относятся графические умения - это умения графических построений и преобразований чертежей, а также чтение, выполнение эскизов, рабочих и сборочных чертежей. Структура графических умений и навыков, приобретаемых в процессе вузовской графической подготовки, представлена на рис. 1.



Рис. 1. Структура графических умений и навыков

Изучение начертательной геометрии и инженерной графики, нацеленное в первую очередь на привитие студентам проектировочных умений, начинается на первом курсе и продолжается в течение трех семестров - это начальная стадия конструкторской подготовки. Модель конструкторской подготовки специалиста механического профиля наглядно иллюстрирует связь графической дисциплины со школьными предметами и с общетехническими и специальными вузовскими дисциплинами (см. рисунок 2).



Рис. 2. Модель конструкторской подготовки инженера-механика

К началу изучения начертательной геометрии и инженерной графики первокурсники имеют определенный опыт в анализе пространства, знают многие виды графических изображений. Эти знания и умения, приобретенные ими на уроках черчения в школе, постоянно дополнялись во время занятий по математике, геометрии, географии, в процессе трудового обучения, на уроках рисования [137. С. 9]. Все эти знания и умения усваивались учащимися разрозненно, формировались отдельно под влиянием требований и особенностей каждого учебного предмета. При изучении вузовской графической дисциплины их используют и систематизируют.

Будущий дипломированный специалист должен обладать умениями и профессиональной мобильностью - оперативно реагировать на изменения в производственной и научной деятельности. Это станет реальным, если вуз вооружит выпускника междисциплинарной методологией профессиональной деятельности, то есть научит его использовать «аппарат» каждой отдельной дисциплины в связи с другими, как средство решения задач в познавательной и профессиональной деятельности. Границы наук условны и продвижение к новому знанию наиболее плодотворно на их стыке. Решение поставленных задач и профессионально значимых качеств невозможно сделать содержанием одного какого-либо особого курса. Они должны осуществляться в рамках курсов, предусмотренных программой, точнее в их тесной взаимосвязи. Более подробно вузовская междисциплинарная связь графической подготовки механиков для специальности 170500 показана в таблице 5.

В таблице введены следующие обозначения:

ТКМ - Технология конструкционных материалов;

ПАХТ - процессы и аппараты химической технологии;

ОХТ - общая химическая технология;

СУХТП - системы управления химико-технологическими процессами;

МАХП - машины и аппараты химических производств;

I - первый, II - второй,… VI - шестой курсы.

В таблице 5 определены прямые и обратные связи между разделами и темами дисциплины, между графической и специальными дисциплинами, где необходимы проектировочные и конструкторские умения и навыки. Установлены вопросы специальности, такие как: соединения деталей машин, эскизы и рабочие чертежи деталей машин, сборочные чертежи и чертежи общего вида узлов и сборочных единиц машин и аппаратов химического производства. Последние могут быть прямо или косвенно отражены при изучении графики, не нарушая целостности и назначения данного курса.

Например, новые образовательные стандарты в процессе графического обучения студентов предусматривают изучение кривых линий и их проекционных свойств [126; 127]. Данная тема используется при изучении ряда химических дисциплин. Используя кривые линии, можно создавать наглядные химические модели, устанавливать и исследовать функциональную зависимость между различными величинами, строить равносильные многокомпонентные системы; с помощью линий удается упростить решение многих научных и инженерных задач [47]. На кафедре механических специальностей широко используют приборные методы анализа, результаты которых, как правило, представляются в виде графиков, т.е. фактически исследователь занимается анализом кривых линий.

При изучении графической дисциплины необходима правильная мотивация, добиться которой можно путем приближения изучаемого материала к потребностям будущей специальности студента [125]. Инженер-механик в практической деятельности не может обойтись без знаний начертательной геометрии и инженерной графики при проектировании и модернизации химико-технологического оборудования. В ряде случаев даже по самому подробному описанию невозможно достаточно полно представить себе предмет обсуждения. Описание не может заменить чертеж, построенный по определенным геометрическим правилам. Задача преподавателя состоит в том, чтобы доказать «нужность» того, что он преподает. Так при изучении тем начертательной геометрии «Поверхность», «Развертка» студентам объясняют, что фигура, полученная в результате совмещения развертываемой поверхности с плоскостью, которая является основой для построения выкроек изделий из листового материала, называется разверткой. По этим выкройкам (путем свертывания и соединения с помощью сварки, пайки, клейки, клепки) придается форма поверхности изделий. Студентам разъясняют, что именно так изготавливают наиболее распространенные элементы машин и аппаратов химико-технологических производств: трубопроводы, купола, кожухи, резервуары, реакторы, теплообменники, колонны и т.д.

На кафедре механических специальностей студенты изучают реакторы различных конструкций. Так на рисунке 5 изображены химические реакторы, конструкция которых представляет собой коническую и цилиндрическую поверхности [132. С. 87]. Конструкции реакторов требуют надежного и прочного соединения поверхностей, поэтому изучение рассмотренных тем начертательной геометрии тесно связано с изучением в дальнейшем темы «Разъемные и неразъемные соединения» инженерной графики.

Постоянное использование подобных примеров позволяет уже на ранних стадиях обучения привить студентам интерес к будущей специальности через преподавание общеобразовательной графической дисциплины. Вся деятельность преподавателя направлена на глубокое усвоение студентами программного материала и формирование умения использовать изученный материал в дальнейшем.

Следовательно, содержание графического курса тесно связано с изучением и ряда естественнонаучных, и ряда технических дисциплин. В первую очередь к таким дисциплинам отнесем «Детали машин» и «Теорию механизмов и машин», при изучении которых студенты выполняют механические расчеты, наносят технологические параметры обработки изделия и создают курсовой проект. При изучении учебных дисциплин «Процессы и аппараты химических производств», «Гидравлика», «Термодинамика и теплотехника» студенты производят технологические расчеты химико-технологических процессов и оборудования. При экологических расчетах также используется геометрическая модель (чертежи) изделия [139. С. 64-65].

Завершает вузовскую конструкторскую подготовку дипломный проект, содержащий комплект конструкторской документации и включающий в себя все этапы проектирования и конструирования. Инженер-механик при выполнении дипломного проекта реализует, а при его защите демонстрирует приобретенные за годы обучения графические навыки: решение инженерных задач с помощью чертежей; беглое чтение конструкторских документов; самостоятельность в графических работах, то есть умение разрабатывать чертежи еще несуществующих конструкций с учетом правил ЕСКД; умение грамотно передавать через комплект конструкторских документов собственные технические идеи.

Учебные планы и программы выстраивают так, чтобы студенты освоили содержание графической подготовки, двигаясь от общего представления о графике (ее назначении, целях) к конкретизации использования в дальнейшем графической науки. Содержание графической дисциплины должно разворачиваться от общего к частному, поэтому в рабочих программах мы расположили части курса графической подготовки в следующей последовательности:

техника черчения;

геометрическое черчение;

основы начертательной геометрии;

проекционное черчение;

машиностроительное черчение.

Первые две части содержания относятся к основам черчения раздела «Инженерная графика», третья часть относится полностью к разделу «Начертательная геометрия», часть «Проекционное черчение» является своеобразным переходом от начертательной геометрии к машиностроительному черчению и содержит темы как начертательной геометрии, так и инженерной графики.

В примерной программе дисциплины, рекомендованной Министерством образования Российской Федерации для направлений подготовки в области техники и технологии от 2001 года начертательная геометрия представлена пятнадцатью разделами, инженерная графика десятью, по каждому разделу выделены основные темы и установлены учебные часы для студентов механических специальностей (см. таблицу 6) [126; 127].

Таблица 6

Содержание графической дисциплины

Шифры разделов и тем	№№ разделов и тем	Учебные часы
		лекцион.	практич.
1	2	3	4
«Начертательная геометрия»
НР 1. НТ 1.1. НТ 1.2. НТ 1.3.	Раздел 1. Введение. Предмет начертательной геометрии. Проекционный метод отображения пространства на плоскость. Центральное, параллельное и ортогональное проецирование. Основные свойства. Основные виды обратимых изображений: комплексный чертеж Монжа, аксонометрический чертеж.	2	2
НР 2. НТ 2.1. НТ 2.2. НТ 2.3. НТ 2.4. НТ 2.5.	Раздел 2. Задание точки, линии, плоскости, многогранников на комплексном чертеже Монжа. Точка. Прямая. Плоскость. Многогранники. Задание параллельных прямых и плоскостей.	5	5
НР 3. НТ 3.1. НТ 3.2.	Раздел 3. Позиционные задачи. Задачи на взаимную принадлежность точек, прямых и плоскостей. Задачи на пересечение прямой и плоскости и двух плоскостей.	2	4
НР 4. НТ 4.1. НТ 4.2.	Раздел 4. Метрические задачи. Теорема о проекции прямого угла, задачи на перпендикулярность прямой и плоскости. Определение натуральной величины отрезка прямой.	2	2
НР 5. НТ 5.1. НТ 5.2. НТ 5.3. НТ 5.4.	Раздел 5. Способы преобразования комплексного чертежа. Введение новых плоскостей проекций. Плоскопараллельное перемещение. Вращение оригинала вокруг проецирующих прямых и прямых уровня. Применение способов преобразования проекций к решению позиционных и метрических задач.	5	4
НР 6. НТ 6.1. НТ 6.2. НТ 6.3.	Раздел 6. Многогранники. Пересечение многогранников плоскостью и прямой. Пересечение многогранников. Развертывание поверхности многогранника.	2	3
НР 7. НТ 7.1. НТ 7.2. НТ 7.3. НТ 7.4. НТ 7.5.	Раздел 7. Кривые линии. Плоские и пространственные кривые линии. Проекционные свойства кривых линий. Касательные и нормали к кривым линиям. Особые точки кривых. Окружность в плоскости общего положения.	2	3
НР 8. НТ 8.1. НТ 8.2. НТ 8.3. НТ 8.4. НТ 8.5.	Раздел 8. Поверхности. Образование поверхностей. Классификация. Определитель и формула поверхности. Дискретный и непрерывный каркасы поверхности. Критерий заданности поверхности. Чертежи поверхности.	2	2
НР 9. НТ 9.1. НТ 9.2. НТ 9.3. НТ 9.4. НТ 9.5.	Раздел 9. Поверхности вращения. Сфера. Коническая и цилиндрическая поверхности вращения. Однополостный гиперболоид вращения. Тор. Общие свойства поверхности вращения.	2	2
НР 10. НТ 10.1. НТ 10.2. НТ 10.3. НТ 10.4. НТ 10.5.	Раздел 10. Линейчатые поверхности. Основные определения. Поверхности с тремя направляющими. Поверхности с плоскостью параллелизма (цилиндроид, коноид, гиперболический параболоид). Конические и цилиндрические поверхности общего вида. Торсы.	2	1
НР 11. НТ 11.1. НТ 11.2. НТ 11.3.	Раздел 11. Винтовые поверхности. Прямой и наклонный геликоид. Поверхности параллельного переноса. Циклические поверхности.
НР 12	Раздел 12. Принадлежность линии поверхности.	1	1
НР 13. НТ 13.1. НТ 13.2. НТ 13.3.	Раздел 13. Обобщенные позиционные задачи. Каркасные способы решения задач на поверхности. Пересечение линий с поверхностью. Пересечение поверхностей (вспомогательные секущие плоскости и поверхности).	3	2
НР 14. НТ 14.1. НТ 14.2.	Раздел 14. Касательные линии и плоскости к поверхности. Построение нормали к поверхности. Развертки поверхностей (точные, приближенные, условные)	2	2
НР 15. НТ 15.1. НТ 15.2.	Раздел 15. Аксонометрические проекции. Прямоугольная аксонометрическая проекция. Стандартные виды аксонометрических проекций.	2	2
Общее количество часов	36	36
«Инженерная графика»
ИР 1. ИТ 1.1. ИТ 1.2.	Раздел 1. Основные положения Единой системы конструкторской документации. Виды изделий. Виды конструкторских документов.	-	3
ИР 2. ИТ 2.1.	Раздел 2. Общие правила выполнения чертежей. Форматы.
ИТ 2.2. ИТ 2.3. ИТ 2.4. ИТ 2.5. ИТ 2.6.	Масштабы. Линии чертежа. Шрифты. Основная надпись. Нанесение размеров.	-	6
ИР 3. ИТ 3.1. ИТ 3.2. ИТ 3.3.	Раздел 3. Геометрические построения. Построение фигур и их элементов. Сопряжение. Лекальные кривые.	-	4
ИР 4. ИТ 4.1. ИТ 4.2. ИТ 4.3.	Раздел 4. Изображения. Основные правила выполнения изображений. Виды. Разрезы. Сечения.	-	7
ИР 5.	Раздел 5. Аксонометрические проекции деталей.	-	4
ИР 6.	Раздел 6. Изображения и обозначения элементов деталей.	-	4
ИР 7.	Раздел 7. Изображение и обозначение резьбы.	-	6
ИР 8. ИТ 8.1. ИТ 8.2. ИТ 8.3. ИТ 8.4. ИТ 8.5. ИТ 8.6.	Раздел 8. Рабочие чертежи деталей. Изображение стандартных деталей. Чертежи деталей со стандартными изображениями. Чертежи оригинальных деталей. Шероховатость поверхности. Эскизирование деталей. Размеры. Виды размеров.	-	12
ИР 9. ИТ 9.1. ИТ 9.2.	Раздел 9. Изображение сборочных единиц. Изображения разъемных и неразъемных соединений и передач. Условности и упрощения.	-	7
ИР 10. ИТ 10.1. ИТ 10.2.	Раздел 10. Сборочный чертеж изделий. Составление и чтение сборочного чертежа. Спецификация.	-	8
Общее количество часов	-	61
Общее количество учебных часов по дисциплине	36	97

Ныне действующая программа курса «Начертательная геометрия и инженерная графика», введенная в период перестройки содержания образования, построена с учетом анализа предшествующей практики обучения и результатов многолетних теоретических и экспериментальных исследований. Ведущими в этой программе являются следующие положения:

во-первых, максимальное внимание направляется на активизацию умственной деятельности учащихся, развитие их аналитического мышления и пространственных представлений;

во-вторых, вопросы геометрического, проекционного и технического черчения решаются в их единстве;

в-третьих, использование аппарата начертательной геометрии в начале обучения связывается с решением задач на чертежах реальных предметов, а не на изолированном изучении методов построений точек, линий, плоскостей и поверхностей;

в-четвертых, использование наглядных изображений осуществляется параллельно с изучением и выполнением чертежей в системе ортогональных проекций.

Как отмечалось выше, каждая изучаемая тема графической дисциплины должна иметь практическую направленность, необходимо постоянно показывать студентам значение чертежей в современной технике и производстве. Такое представление учебного материала создает дополнительную мотивацию в учебном процессе, позволяет методически более эффективно развивать способность студентов к разным сторонам графической деятельности. Следовательно, преподаватель в процессе графической подготовки студентов должен преподнести им необходимый в дальнейшем объем сведений и обязан думать не только об эффективных методах и формах обучения, но и о своевременных и надежных методах контроля и оценки учебных достижений.

Таким образом, в первом параграфе главы рассмотрен объект диссертационного исследования и выявлена структуры графических знаний, умений и навыков, что позволит в дальнейшем контролировать процесс их формирования.

1.2 Проектирование системы тестового контроля графической подготовки студентов механических специальностей

Обучение графической дисциплине в вузе имеет ряд препятствий эффективной конструкторско-геометрической подготовке студентов, а именно:

1. Средняя школа не обеспечивает обучающимся достаточный уровень подготовки для успешного овладения графической вузовской дисциплиной.

2. Изучение данной дисциплины приходится на сложный период адаптации студента к вузу. Частый и жесткий контроль не решает проблему, а зачастую затрудняет и адаптацию и изучение самой дисциплины.

3. В виду специфики преподавания графической дисциплины не всегда возможно представить студенту эталонные результаты решения задач, построения проекций изделия для сверки с ними полученных результатов. Это порождает неуверенность студента в правильности решения вне контакта с преподавателем [28. C. 87-88].

4. Невозможность по «почерку» определить авторство графических работ, в результате чего многие студенты во внеаудиторное время списывают друг у друга решения или в выполнении графических работ пользуются услугами других лиц.

5. Временные затраты на выполнение заданий по начертательной геометрии в два - три раза превышают нормативные и это влечет неуспеваемость по дисциплине.

6. В связи с постоянным сокращением учебного времени, отводимого на предмет, практически все работы по разделу «Инженерная графика» выполняются в вузе один раз и практика показывает, что для большинства студентов этого недостаточно [115. С. 69].

7. В настоящее время работа студентов остается всегда строго индивидуализирована как по методам обучения, так и по контрольным процедурам, что требует значительных временных затрат [29; 42].

В поисках резервов аудиторного времени возникла потребность в строгом отборе объема необходимых графических сведений, в переходе на новые формы обучения, организацию обратной связи, вследствие чего необходимы постоянный контроль за приобретенными знаниями, умениями и навыками в процессе графической подготовки, а также объективное их оценивание. Между тем, контроль и оценка графических достижений должны занимать как можно меньше аудиторного времени. Классические для российского образования виды контроля (письменные работы, устный опрос) занимают много времени и позволяют получить ответы только по некоторым вопросам учебной программы. Проверить усвоение знаний и объективно определить уровень приобретенных умений по всем разделам и темам графической дисциплины способны тесты, поскольку тестом в течение 15-20 минут возможно охватить весь материал какой-то темы или раздела, при необходимости можно изменять число и степень сложности заданий на каждую тему. Проверка большинства тестовых заданий осуществляется по ключу, и это занимает у преподавателя намного меньше времени, чем оценивание традиционных контрольных работ. Безусловно, оценка знаний и умений студентов является одним из важных структурных элементов каждого занятия и всего процесса обучения в целом, она всегда должна находиться в зоне пристального внимания преподавателя, свидетельствует о результатах обучения. Хороший преподаватель не станет излагать новый материал, пока не убедится в полном понимании и усвоении обучаемыми только что пройденного материала. Для студентов первых курсов проверка их знаний и умений является нередко источником переживаний - он ощущает удовлетворение своей работой, испытывает гордость, получив высокую оценку, или, наоборот, теряет веру в свои силы, а иногда интерес к учению. В этом случае использование тестов поддерживает интерес к учебной работе, обеспечивает разнообразие, разрушает монотонность в учебном процессе и укрепляет мотивационный настрой к учению и обучению в целом. На данный момент тесты являются одними из самых действенных и экономичных средств контроля учебных достижений студентов.

История возникновения и развития тестов насчитывает около 4 тыс. лет. В Британском музее находится древнеегипетский папирус длиной более 5 метров и содержащий 84 задания по математике. В Вавилоне в V веке до н.э. при отборе претендентов на должность чиновников устраивались различные испытания на оценивание необходимых знаний и умений. В Древней Греции и Спарте также проводились испытания, чему сохранились немалые свидетельства. В Древнем Китае впервые появились контрольные работы и экзамены, которые и поспособствовали возникновению тестов. В Англии («test» - английское слово) 200 лет ушло на то, чтобы контрольные работы стали использоваться на экзаменах взамен только устной проверки. В распространении применения письменных работ во многих странах большая заслуга принадлежит Ордену Иезуитов. В 1885 году в США в Нью-Йорке открылся экзаменационный совет, целью которого было создание государственной системы контроля знаний, а в 1900 году там же начал действовать комитет по оценке знаний абитуриентов колледжей [1. C. 12].

Однако, если исходить из современного научного определения педагогического теста, то время его появления - начало XX века. Создание тестов связано с нетрадиционным для отечественной педагогики направлением, называемым педагогическим измерением (от англ. Educational measurement). Среди зарубежных авторов, сделавших много полезного для развития тестового контроля - A. Anastasi [11], D.S. Adkins [177], A. Birnbaum [180], R.L. Ebel [183], R. Glaser [184], H. Gulliksen [185], G.F. Kuder [186], S.C. Thompson [190], L.E. Tyler [192], B.S. Wright [193] и др. Работа датского математика G. Rasch (Г. Раша) [188] в 1960 году по праву считается пионерской в области тестового контроля. Именно она дала толчок к серьезному развитию и формированию базы тестирования. Именно тогда стали появляться публикации по новой теории, называемой по-английски Item Response Theory, более оснащенной математически и более эффективной практически. Разработка этой теории проходила в США, Дании, Нидерландах и в других странах, имеющих всесторонне развитую высшую школу. Рассматривая матрицу тестовых данных как результат сопряжения множества испытуемых с множеством заданий, G. Rasch выдвинул идею зависимости результатов этого сопряжения от соотношения уровня подготовленности испытуемого с мерой трудности задания. Реализация этой идеи потребовала создания сопоставимой шкалы знаний и шкалы трудности заданий [1. С. 14; 3].

В настоящее время педагогические тесты популярны во всех развитых странах. Например, «в США ежегодно знания и способности всех членов общества проверяются с помощью 47 млн. тестовых бланков, выпускающихся 400 тестовыми компаниями» [96. С. 8]. В западных странах накоплен обширный материал, выпущено много научных журналов, книг, монографий, пособий в области педагогических измерений.

В России вопрос о тестах долгое время не обсуждался, правда, в 1872-1875 годах в Санкт-Петербурге шли дискуссии о полезности и вредности выставляемых ученикам баллов. В начале XX века в нашей стране много специалистов и научных работников стали заниматься разработкой педагогических тестов, выделяются работы этого периода П.П. Блонского [23]. Однако против их работ началась сильно идеологизированная критика и в 1936 году Совет Народных Комиссаров постановлением «О педологических извращениях в системе наркомпросов» официально запретил данное направление. Параллельно с этим «советская педагогика этого периода фактически отказалась от математических моделей обучения, статистических методов обработки педагогических данных и даже от анкет, которые в то трудное время были названы «вредными»» [94. С. 4].

Полный запрет тестовых методов в нашей стране продолжался до начала 60-х годов. Постепенное возрождение тестирования в сфере образования происходило и в связи с общеполитической ситуацией в стране после ХХ съезда КПСС, и с внедрением в педагогический процесс электронно-вычислительной техники, так как проверка знаний с помощью ЭВМ требовала контрольных заданий с выбором одного ответа, а именно задание в тестовой форме подходило для этого [55. С.135]. Второе возрождение тестов связано с работами таких авторов как В.С. Аванесов [1], В.П. Беспалько [19], В.М. Полонский [122] и других.

В последние годы в стране появилось много публикаций, связанных с вопросами научной организации контроля знаний, методологии и теории педагогического тестирования. Среди авторов, занимающихся этими проблемами - В.С. Безрукова [16], Н.Ф. Ефремова [44; 45], Е.Ю. Карданова [58], А.Н. Майоров [81; 82], Г.У. Матушанский [94; 96; 97], Б.У. Родионов [135], Т.А. Родыгина [136], Н. Сорокина [151], В.А. Хлебников [162; 163], М.Б. Челышкова [167; 168] и др. В научных работах с 1995 года появились достаточные сведения о теории тестирования Item Response Theory (IRT). На русский язык название теории обычно переводится как «теория параметризации педагогических тестов (ТППТ)» [110. С. 7].

Западные страны существенно опережают нас и по числу соответствующих публикаций, подготовке научных кадров, уровню развития теории тестовых методов, по технической и программно-вычислительной оснащенности процессов разработки, хранения и применения тестов [187].

История развития педагогического тестирования в нашей стране очень коротка, но и в ней можно отметить важные события. Большая работа по возрождению педагогического тестирования была проделана на кафедре педагогических измерений Исследовательского центра Гособразования СССР под руководством В.С. Аванесова. На эту работу потребовалось целое десятилетие, были собраны и исследованы теоретические и практические данные в области тестирования. Трудность была в том, что правильно разработанные и положительно зарекомендовавшие себя на Западе тесты не поддавались адаптации у нас [1; 6].

Важным событием явилось создание в середине 90-х гг. Центра тестирования Минобразования России, который стал играть роль основного организатора теоретических исследований в области педагогического тестирования. С 1998г. Центром вместе с региональными представителями осуществляется эксперимент по проведению централизованного абитуриентского тестирования в вузы России, который дал неоценимый опыт создания и внедрения итоговых педагогических тестов по отдельным дисциплинам в общеобразовательную школу. По результатам эксперимента создается единый банк тестовых заданий; сформированы обобщенные умения по математике, географии, физике, истории, химии; создана стандартизированная спецификация тестов; осуществляется классификация тестовых заданий и сервисных программ для автоматизации их проектирования, экспертизы и применения [97].

С 1999 г. при Центре тестирования проводятся ежегодные Всероссийские конференции по проблемам тестового контроля, издаются научные труды. В последнее время в высших учебных заведениях России решаются проблемы в проектировании тестовых заданий, в разработке методик и технологий создания педагогических тестов, идет процесс накопления опыта использования тестов на разных этапах обучения (см. таблицу 7).

Таблица 7

Научные разработки ВУЗОВ России в области педагогического тестирования

№ п\п	Название вузов	Результаты научных работ
1	2	3
1	Центр тестирования Минобразования и науки РФ	Всем желающим в любом регионе России предоставляет бесплатную услугу: возможность ознакомления с правилами и процедурой тестирования [106; 133].
2	Тольяттинский политехнический институт	Осуществляет довузовскую подготовку абитуриентов с целью формирования у них мотивов и потребностей к учебе, выявления профессионально значимых качеств. Используется многофункциональное тестирование [31].
3	Уфимский государственный авиационный институт	Ежегодно публикует данные о количестве верных ответов на каждое задание ЕГЭ, преподаватели школ на этом основании делают выводы [8].
4	Омский государственный педагогический университет	Создан тест индивидуальных способностей (ТИСКО), выявляющий психофизиологические параметры, характеризующие способность будущего специалиста к обучению [46].
5	Орловский государственный университет	Использует тестирование для подготовки к ЕГЭ в химико-биологических классах лицеев города, а также для установления уровня биологической компетенции абитуриентов [160].
6	Томский государственный педагогический университет	Разработан тест по химии, цель которого - диагностика развития приемов мыслительной деятельности для изучения химии, прогнозирование успешности дальнейшего обучения [105].
7	Саратовский государственный университет	Проводит оценку не объема знаний, а способностей к их применению. Осуществляет выбор приоритетной методики преподавания [49].
8	Ярославский государственный университет	Тестирование на протяжении нескольких лет показало, что уровень подготовки школьников Ярославля чуть выше среднего по России [12].
9	Брянский государственный университет	Сделан вывод на основании анализа успеваемости первого курса университета, что централизованное тестирование и объективно оценивает знания выпускников. Рассматриваются подходы к обучению тестовому контролю будущих учителей [65].
10	Казанский государственный технологический университет	Отлажена технология создания педагогического теста. После повышения качества теста разрабатывают компьютерную оболочку для проведения автоматизированной процедуры тестирования [95].
11	Пензенский технологический институт	Осуществлен анализ видов тестов по ряду технических дисциплин, их структуры, сложности и пр. и разработаны сетевые варианты тестов с дальнейшей апробацией в локальной сети INTERNET [107].
12	Елецкий государственный педагогический институт	Созданы тесты по контролю и оценке методики преподавания физики будущими учителями [159].
13	Московский энергетический институт	В Научно-методический совет при Минобразовании РФ предоставлены спецификации и тесты по сопротивлению материалов, строительной механике [103].
14	Псковский государственный педагогический институт	Разработана универсальная автоматизированная система тестирования UNITEST, выполняющая функции: создание базы тестов; тестирование пользователей; просмотр результатов тестирования; автоматический расчет характеристик теста [100].
15	Волгоградский государственный колледж управления и новых технологий	Созданы банки знаний в виде тестов по предметам: История, Социология, Экономика и Математика. Содержательная часть тестов составлена из двух частей: заимствования данных российского банка ЦТ и накопления данных преподавателями колледжа [129].
Продолжение 16	Ивановский государственный химико-технологический университет	Проведено сравнение возможностей открытых и закрытых заданий. Сделан вывод - закрытые весьма эффективны при определенной адаптации студентов к системе компьютерного тестирования [142].
17	Московская государственная академия тонкой химической технологии	По поручению Всероссийского центра тестирования проанализированы образовательные стандарты высшего профессионального образования, разработана структура и спецификация теста по химии, сформированы пилотные варианты тестов [85].
18	Новгородский государственный университет	Разработан фонд оценочных средств для мониторинга качества математического образования студентов инженерно-технических специальностей [58].
19	Сибирский государственный индустриальный университет	Компьютерная технология испытаний реализована в форме тестирования по физике, русскому языку и литературе. Система основана на базе СУБД Access, OC Windows NT, язь Visual Basik.

Обобщенный анализ состояния процедур тестового контроля в нашей стране позволяет сделать ряд высказываний и утверждений:

1) в ряде вузов осуществляется предварительная работа с будущими абитуриентами, включающая информацию о целях и задачах, порядке проведения процедуры тестирования;

2) статистика по результатам тестирования служит материалом для размышлений как преподавателям школ, техникумов и вузов, так и руководителям образования;

3) наблюдается отсутствие в достаточном количестве дидактического материала по тестовому контролю, что приводит к использованию «самодельных» тестов, не прошедших тщательную экспертизу и апробацию;

4) профессионально составленный тест не только выявляет знания по конкретному предмету, но и определяет способность абитуриента к обучению по избранной специальности, поэтому большинство вузов ставят перед собой задачу отбора абитуриентов, способных к дальнейшему обучению по результатам централизованного тестирования;

5) многие вузы занимаются проектированием тестовых заданий по дисциплинам, разработанный материал в ряде случаев направляется в Научно-методический совет при Минобразовании РФ для его анализа, оценки и, при одобрении, для дальнейшего применения на практике;

6) при составлении тестовых заданий преподавателями вузов осуществляется оценка четырех классических форм с целью определения целесообразности применения той или иной для разных видов контроля;

7) все больше вузов переходит с бланкового на компьютерное тестирование, разрабатываются автоматизированные системы;

8) использование системы тестов для внутривузовского диагностического мониторинга, как показала практика, не требует значительных материальных и методических затрат;

9) тесты помогут перейти к созданию современных систем адаптивного обучения и контроля;

10) переход к обучению на основе системы полного усвоения знаний без тестов невозможен.

Обзор состояния тестового контроля в образовательных учреждениях России показал, что в последние десятилетия идет переосмысливание всей системы педагогического контроля, и в связи с этим наметились позитивные изменения в сфере разработки и применения тестов. Хотя сами по себе тестовые формы заданий не новшество, но тесты являются частью многих педагогических и технологических новаций. Система тестирования и сейчас довольно часто встречает сильное противодействие. Будет обидно, если уже оправдавшая себя «экология оценки знаний» затормозит свое развитие [151]. Стоит напомнить утверждение В.С. Аванесова: «Все известные в мире попытки улучшения образования, не подкрепленные действенной реформой системы проверки знаний, не приносили, как правило, желаемых результатов» [5]. Для этого «с целью повышения качества образования и дальнейшего совершенствования аттестационных тестовых технологий создан Координационный совет Минобразования России (приказ Минобразования РФ № 1122 от 17.04.2000), призванный осуществлять контроль за соблюдением требований к качеству педагогических тестовых материалов, разрабатывать рекомендации по совершенствованию процесса их сертификации, определять порядок оформления и выдачи сертификатов. Наличие сертифицированных педагогических тестов позволит организовать их распределение и будет способствовать формированию рынка тестовых услуг» [97. С. 20].

Процедура разработки тестов и проведение тестового контроля - это огромное поле для научной деятельности и вполне оправдано в настоящий момент придавать тестированию должное значение и внимание. Использование тестов для внутреннего контроля учебных достижений по графической дисциплине поможет решить проблему количественной оценки уровня знаний, свободной от субъективизма, а также позволит осуществлять регулярный контроль уровня знаний и умений в течение учебного семестра. Следовательно, необходимость повышения качества графической подготовки будущих инженеров-механиков, стремление к интенсификации процесса обучения и контроля, развитие технических средств оперативной обработки привело к разработке тестовых заданий по графической дисциплине, апробации их и применению. В пользу этого говорят следующие доводы:

1) Традиционные средства и способы оценки учебных достижений (мини-контрольные, контрольные и самостоятельные аудиторные работы) не решают полностью задач достаточно высокой эффективности оценки, так как с их применением осуществляется отсроченная обратная связь, на индивидуальный устный опрос теоретических знаний уходит много времени. Также необходимо учитывать, что специфика графического обучения в том, что на защиту (сдачу) каждым студентом графических работ тратится и так очень много аудиторного времени.

2) Использование тестового контроля обладает высокой степенью объективности, легкостью проведения и подсчета результатов, экономией времени, затрачиваемого на выполнение теста.

3) Тесты могут применяться в процессе предварительного, текущего, тематического, рубежного и любого другого контроля учебных достижений, вследствие чего, с помощью тестов можно быстро выявить пробелы в знаниях по графической подготовке студентов, а также оценить работу преподавателя.

4) Использование тестирования в процессе обучения дает возможность охватить больший объем учебного материала и контролировать не только его усвоение, но и наличие умений и навыков пользования им.

5) Применение тестирования в какой-то мере разрушает монотонность в обучении и тем самым повышает мотивацию учебной деятельности.

Следует заметить, что до сих пор в самом определении сути теста в научных публикациях нет однозначности. Иногда тест определяют как «совокупность вопросов», или как «испытание», «экзамен», «проба», или даже как «увлекательная игра». Отойдем от определения теста как элементарного способа проверки и попробуем рассмотреть это понятие более широко, с точки зрения системного средства контроля и оценки учебных достижений. В настоящее время складываются, по мнению А.Н. Майорова, три уровня понимания тестов и процедуры тестирования: бытовой, словарный и научный. Третий уровень «наиболее точен, учитывает особенности тестов и отражает требования к тестам», «к этому уровню, вероятно, и следует стремиться» в понимании сущности теста в педагогике [82]. Ключевыми словами терминологической системы тестирования в педагогике являются: педагогическое тестирование (тестовый контроль); педагогический тест; тестовое задание [162. С. 44; 163. С. 6]. Слова расположены по иерархии, по принципу «от общего к частному» и рассматривать смысл терминов лучше по принципу «от определяющего к определяемому», то есть в следующей последовательности: педагогический тест, тестовое задание, педагогическое тестирование.

Центром тестирования Министерства образования РФ предложено следующее определение педагогического теста - это «система специально подобранных проверочных заданий, составленных по тестовой форме, позволяющая количественно оценить учебные достижения человека в одной или нескольких областях знаний» [163. С. 11]. Из определения следует, что педагогический тест - это средство измерения или инструмент, с помощью которого реализуется процедура педагогического тестирования (тестового контроля). На рисунке 10 представлены систематизация и классификация педагогических тестов.



Рис. 10. Систематизация и классификация педагогических тестов

По своему составу педагогические тесты делятся на гомогенные и гетерогенные. Определения, данные таким тестам В.С. Аванесовым: «Гомогенный педагогический тест - это система фасетных заданий специфической формы, определенного содержания, возрастающей трудности, позволяющая качественно оценить структуру и эффективно измерить уровень знаний, умений, навыков и представлений по одной учебной дисциплине. Гетерогенный педагогический тест - это система фасетных заданий специфической формы, определенного содержания, возрастающей трудности, позволяющая качественно оценить структуру и эффективно измерить уровень знаний, умений, навыков и представлений по нескольким учебным дисциплинам» [4].

По подходам к оцениванию уровня учебных достижений студентов тесты делятся на критериально и нормативно ориентированные. В первом случае до начала тестирования устанавливается критерий - критический уровень объема знаний, умений и навыков, во втором - по результатам апробации теста на представительной выборке определяется тестовая норма [80; 105; 163. С. 17].

По своей сути тесты делятся на объективные и субъективные. К объективным тест можно отнести, если в него входят задания по выбору ответа из ряда предложенных, объединения их по какому-либо признаку, установления соответствия, восстановления целого из частей, предложенных в произвольном порядке (правильная последовательность операций). К субъективным - задания на дополнение, восстановление опущенного, тестирование в форме диктанта. В отличие от субъективных, объективные задания всегда имеют однозначное решение.

По целям (в связи с целями образования) тесты можно разделить на обучающие и контролирующие. Противопоставление контролирующих и обучающих тестов носит условный характер, поскольку почти всякий контроль обучает, а любое упражнение/задание предполагает контроль его выполнения. И хотя тестовые задания различаются по доминирующей цели, контроль выполнения любого теста служит для преподавателя как средство управления учебным процессом. Контролирующие тесты выступают в роли proficienty и achievement tests, т.е. в роли тестов, оценивающих способности, и тестов, проверяющих достижения. Второй случай используют, как правило, при промежуточном (текущем, тематическом) контроле. В настоящее время наметилась тенденция использования теста в обучающей функции. Сам характер тестового задания соответствует назначению упражнения/задания. Выбор ответа из ряда предложенных, объединение по какому-либо признаку и т.д. - все виды работ, в основе которых аналитические операции, направленные на выделение дифференциальных признаков, составляют основу запоминания материала. Обучающие тесты дают возможность обработать единицу учебного материала по всем признакам без больших затрат времени. Следовательно, тесты, предназначенные для контроля знаний, в первую очередь направлены на проверку знаний основных разделов и тем дисциплины, а тесты, нацеленные на проверку обученности, содержат задания, определяющие степень усвоения основных умений и навыков.

На практике часто встречаются псевдотесты. В качестве критериев демаркации тестов от нетестов рассматривают следующие термины - задание, содержание, форма, трудность, уровень, система, структура, качество и т.д. Понятие «тестовое задание» многие авторы трактуют по-разному. Например, Аванесов В.С.: это единица теста, отвечающая всем требованиям формы и, кроме того, ряду дополнительных требований (трудности, технологичности и т.д.) [5. С. 157]; Майоров А.Н.: это основная составляющая часть теста, которая состоит из инструкции для учащихся, текста задания, имеет однозначный правильный ответ и характеризуется набором показателей [82. С. 13]; Балыхина Т.М.: это элемент теста, минимальная составляющая единица теста [13. С. 20].

Ряд авторов определяют термин «тестовое задание» через термин «предтестовое задание»: Челышкова М.Б.: 1) тестовое - это предтестовое задание, если количественные оценки его характеристик удовлетворяют определенным критериям, нацеленным на проверку качества содержания, формы и на выявление системообразующих свойств заданий теста; 2) предтестовое задание - это единица контролируемого материала, содержание, логическая структура и форма представления которого удовлетворяют ряду специфических требований и обеспечивают однозначность оценок результатов испытуемых в выбранной шкале [168. С. 51-53]. Ефремова Н.Ф.: 1) задание в тестовой форме (предтестовое задание) - задание заданной трудности, выраженное в логической форме, утверждение истинного или ложного, имеющее для всех испытуемых одинаковую инструкцию; 2) тестовое - это предтестовое задание после проверки тестообразующих свойств и статистической обработки результатов апробации [44. С. 35].

Определение термина «тестовое задание» через термин «предтестовое задание» отражает сам процесс разработки тестов и если тестовое задание существует только в составе теста, то предтестовое задание может существовать самостоятельно [162. С. 51]. К тестовым относят задания, которые отвечают трем требованиям: корректности содержания и формы и наличию системообразующих свойств. Для псевдотестовых заданий, часто используемых на практике, выполняется только второе требование; псевдотестовые задания, вопросы в тестовой форме одновременно соответствуют первому и второму требованию [2; 4; 5]. В публикациях встречаются и такие трактовки тестовых терминов: «тестовый вопрос требует от обучающегося только знания того или иного факта, изложенного в учебнике; ответ на тестовый вопрос может быть дан «сразу» (в одно действие) путем выбора его из предложенных вариантов ответа; в тестовом задании ответ на него может быть дан только после выполнения испытуемым некоторых дополнительных действий, связанных, например, с какими-то вычислениями, выполнением логических операций, выбором формул, подбором числовых или графических данных и т.п.» [50. С. 73]. В проекте стандарта «Тестирование педагогическое. Термины и определения» предложено следующее определение тестового задания - это «минимальная содержательно законченная составляющая единица педагогического теста в виде проверочного задания в тестовой форме» [163. С. 11].

В тестовом задании соблюдается логическая правильность и чистота содержания, определенность формы, требования технологичности, эффективности, трудности и корреляции. Содержание задания находится в диалектической связи с формой. Первое не может существовать без формы, содержание приобретает определенность и понимаемость через форму, второе является способом существования и сохранения содержания. Часто бывает так, что какое-то содержание полнее выражается в одной форме и не выражается корректно в другой, иногда одно и то же содержание можно удачно выразить разными формами. В.С. Аванесов в своей диссертации рассмотрел тестовую форму как инвариант, концентрирующий в одном предложении содержание задания и содержание ответа студента, причем предложение сформулировано в форме утверждения.