Анализ выполнения тестовых заданий по информатике в контексте организации профильного обучения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Смоленский государственный университет

Анализ выполнения тестовых заданий по информатике в контексте организации профильного обучения

Выполнил:

Козлов Сергей Валерьевич

Экзамен по информатике и ИКТ в 9 классе средней школы предполагает выполнение учащимися заданий трех частей. В данной статье остановимся на анализе заданий третьей части и их выполнении школьниками в 2014 году. Анализ будем проводить на основании данных экзаменационного тестирования по информатике и ИКТ по Смоленской области 2014 года. Третья часть экзаменационной работы по информатике и ИКТ предполагает владение школьниками информационными технологиями и навыками программирования на высоком уровне. В отличие от тестовых заданий первой и второй части ученики выполняют задания на компьютере. Результаты работы над заданием они должны сохранить в файле под именем, указанным организаторами экзамена. На бланке выполнения заданий части 3 следует указать имя данного файла.

В первом задании третьей части - девятнадцатое задание - ученикам предложено решить задачу в среде электронной таблицы. Для ответа на вопросы тестового задания школьнику необходимо использовать встроенные функции. Второе - двадцатое задание - проверяет знание учениками основ алгоритмизации и программирования. Оно представлено двумя вариантами заданий. Один из них представляет задачу для робота-исполнителя на бесконечной клеточной карте. В задаче требуется написать алгоритм перемещения по ней и закраски определенных клеток карты. Второй вариант - это задача программирования. Школьники могут запрограммировать ее решения в среде языка, который они изучали в школе. Как правило, таким языком программирования служит одна из версий языка Pascal или Basic.

Выбрать для решения необходимо только один из двух вариантов второй задачи части 3 экзамена по информатике и ИКТ. Данный файл, также как и файл предыдущего задания, сохраняется под указанным именем и в бланке записывается его имя. Следует обратить внимание учащихся, что необходимо решить только один из вариантов предложенной в последнем задании задачи. Экспертами будет проверяться решение той задачи, имя файла которого указано на бланке. Если файлов два, то проверяется тот, чье имя указано первым. В противном случае, если на бланке имена файлов отсутствуют, то проверяется тот из них, который записан на носитель первым по времени. Охарактеризовав общие положения выполнения заданий третьей части ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ перейдем к анализу методических особенностей их решения.

Итак, девятнадцатое тестовое задание выполнялось учащимися на компьютере. Школьникам был предложен файл, содержащий электронную таблицу. Таблица содержала текстовые и числовые данные. Требовалось по данным электронной таблицы ответить на два вопроса и занести ответ в указанные ячейки. Выполнение данного задания предполагало умение учащимися использовать для проведения вычислений формулы. Для ответа на первый вопрос задания необходимо было внести для каждой записи в один из столбцов таблицы логическую формулу, ЕСЛИ, которая в случае истинности логического выражения возвращала значение 1, а в противном случае - 0. При записи логического выражения функции ЕСЛИ следовало указать простое или сложносоставное условие с использованием логических функций И либо ИЛИ. После этого оставалось в указанной ячейке вычислить сумму ячеек данного столбца. Другой способ решения задачи заключался в использовании функции СЧЕТЕСЛИ для объединения данных действий и получения ответа на поставленный вопрос.

Эти способы не являются единственными верными действиями при решении тестового задания, возможны и другие варианты решения. Для ответа на второй вопрос задания также необходимо было использовать функцию ЕСЛИ с простым или сложносоставным условием, а затем рассчитать среднее значение среди удовлетворяющих запросу ячеек электронной таблицы. Особенность второй части тестового задания заключалась в том, что ответ на данный вопрос необходимо было записать с точностью не менее двух знаков после запятой. Это требовало умения учащихся форматировать данные в ячейке. А, именно, выбирать формат ячейки электронной таблицы и устанавливать параметры, отвечающие условию задания. С данным тестовым заданием полностью или частично справилось 14 из 29 учащихся, что составило 48,3% правильных ответов (рис. 1). При этом 3 ученика получили 1 балл, что составило 10,4% всех учеников, а 11 - 2 балла, что составило 37,9% всех учеников. Таким образом, не справились с тестовым заданием 15 из 29 учащихся, что составляет 51,7% от всех школьников сдававших экзамен.

Рисунок 1. Результаты выполнения тестового задания № 19

Данные результаты указывают на то, что при изучении темы «Электронные таблицы» в средней школе учащиеся получают навыки использования только лишь базовых математических функций и логических функций в простейших ситуациях. Применять функции из других категорий, например, как в данном тестовом задании категории статистических функций, многие учащиеся не умеют. А подбор средства решения задачи, что и определяет в конечном итоге высокий уровень владения материалом и нестандартные творческие навыки при решении поставленной задачи умеет далеко не каждый ученик. Использованию этих и более сложных средств и инструментов решения расчетных задач в среде электронных таблиц школьников обучают уже, как правило, в старших классах, где данной теме отведено большее время на изучение.

Вызывает определенные затруднения и разбиение задачи на ряд простейших подзадач. Как правило, подобному роду действий не учат школьников на уроках информатики массово. В связи с этим даже способные в области информатики учащиеся не могут в принципе решить стандартную задачу прикладной направленности, а именно такого рода задания как раз и будут встречаться в их дальнейшей профессиональной деятельности. Ввиду этого следует констатировать необходимость усиления направленности решения прикладных заданий на уроках информатики в школе.

Рисунок 2. Результаты выполнения тестового задания № 19

Рисунок 3. Результаты выполнения тестового задания № 19

Двадцатое тестовое задание также как и предыдущее заданий третьей части экзамена по информатике и ИКТ учащиеся выполняли за компьютером. На выбор школьникам было предъявлено два варианта тестового задания. Ученик должен был выбрать один из них и указать это в бланке решения. Тестовое задание проверяло навыки алгоритмической деятельности. Переносить запись алгоритма решения задачи на лист ответов было не обязательно. Можно было ограничиться файлом на компьютере. Первый вариант тестового задания содержал описание системы команд исполнителя Робот. На бесконечной клеточной карте была задана совокупность пустых полей и стен, разделяющих поля друг от друга. Учащимся требовалось написать алгоритм, при котором Робот закрашивал определенные в задании клетки на бесконечном поле. Начальное положение Робота было описано в задании, конечное положение после закрашивания клеток могло быть произвольным. При исполнении алгоритма Робот не должен был разрушиться, а выполнение алгоритма должно было завершиться.

Для решения поставленной задачи необходимо было уметь составлять алгоритмы, содержащие вложенные друг в друга алгоритмические конструкции. В записи алгоритма следовало использовать различные комбинации команды проверки условия и повторения последовательности команд для исполнителя. Запись условия могла быть как простой, так и составной. При этом допускалось использовать только те команды Робота, которые были описаны для исполнителя в условии задания.

Традиционной ошибкой было решение задачи для конкретной ситуации конечной карты, приведенной в условии. Такое решение считалось ошибочным. В отдельных случаях записи решения задачи, которые предлагали школьники, алгоритм не завершался либо Робот разбивался об одну из стен клеточной карты. Это также не позволяло поставить баллы за данное тестовое задание ученику. Для получения максимального количества баллов (2 балла) было необходимо, чтобы алгоритм для Робота правильно работал для всех допустимых исходных данных. Задание также могло быть оценено как решенное частично правильно, в результате чего был бы выставлен 1 балл. Подобная ситуация могла возникнуть, когда в результате выполнения алгоритма Робот не разбивался, останавливался, но было закрашено или не закрашено не более 10 лишних либо нужных клеток соответственно. Как правило такая ситуация возникала, когда ученики не закрашивали отдельно стоящую начальную или конечную клетки при исполнении алгоритма. По итогам экзамена за данное тестовое задание 1 балл получили 4 из 29 учащихся, что составило 13,8% от всех испытуемых. Два балла получило 5 учеников, что составило 17,2% от всех испытуемых.

Рисунок 4. Результаты выполнения тестового задания № 20

Рисунок 5. Результаты выполнения тестового задания № 20

Второй вариант тестового задания состоял в написании программы на любом языке программирования. Как правило, учащиеся пишут программу на языке Паскаль. Однако из всех учащихся, кто выбрал экзамен по информатике и ИКТ, лишь два ученика попытались решить поставленную задачу по программированию. Оба ученика не справились с данным вариантом последнего задания в тесте. Таким образом, независимо от выбора варианта последнего двадцатого тестового задания с ним справились 9 учеников, что составило 31% от всех испытуемых.

Рисунок 6. Результаты выполнения тестового задания № 20

Малое число учеников пытавшихся решить задачу по программированию объясняется тем, что данной тематике в рамках базового курса информатики и ИКТ уделяется очень незначительная часть времени. Уклон в изучении предмета делается на прикладные программы общего назначения. Тема «Алгоритмизация и программирование» в отличие от конца прошлого века изучается практически в ознакомительном порядке. При этом в основном идет знакомство с основными алгоритмическими конструкциями (условный оператор и операторы циклов). Времени же на отработку навыков программирования при решении прикладных задач учебным планом практически не отведено. В связи с этим, как это демонстрируют первая и вторая части экзаменационного теста, и подтверждает третья, заключительная часть, задания по теме «Алгоритмизация и программирование» вызывают наибольшие затруднения у школьников.

В тоже время задача, предъявленная на экзамене, требует организации простейшего цикла с предусловием или постусловием. Внутри тела цикла следует указать условие отбора входных данных, описанное в задаче. При этом условие, как правило, является составным, то есть необходимо уметь оперировать логическими функциями And и Or. После цикла найденное значение нужно не забыть вывести на экран. Отсутствие команды вывода ответа в алгоритме считается ошибкой. В этом случае при правильном алгоритме программа ученика будет оценена только в 1 балл из 2 возможных баллов.

Итак, в третьей части экзаменационного теста по информатике и ИКТ за девятнадцатое тестовое задание получили баллы полностью или частично 14 учащихся, за двадцатое тестовое задание - 9 учащихся, что составило 48,3% и 31% соответственно.

Рисунок 7. Результаты выполнения тестовых заданий части 3

Рисунок 8. Результаты выполнения тестовых заданий части 3

Данные анализа ярко демонстрируют тот факт, что заключительные задания теста ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ одни из самых сложных задач на экзамене за курс средней школы. С одной стороны это вытекает и из логики составления тестовых заданий экзамена. Однако с другой стороны обратим внимание на то, что не все школьники делают попытки решить данные задачи. Это позволяет утверждать о поверхностной подготовке учеников при составлении плана решения практических заданий. Школьникам зачастую предлагается готовый алгоритм решения и требуется только реализовать его средствами изучаемой на данный момент технологии. Даже способные ученики теряются при постановке перед ними незнакомой задачи, хотя весь базовый объем знаний они имеют. Наложение этих двух факторов - недостаточности алгоритмической подготовки учащихся и нестандартного условия задачи - приводит к тому, что учащиеся плохо справляются с тестовыми заданиями третьей части ГИА по информатике и ИКТ.

В тоже время направление информационно-коммуникационных технологий школьникам более близко, чем область программирования. К заданиям в среде электронных таблиц ученики более привычны. На изучение основ работы в этой среде - решению различного рода расчетно-вычислительных задач - отведено и больше предметного времени. Умения оперировать данными электронной таблицы во многом можно отнести к базовым компетенциям, так как собственно таблица уже сформирована и остается внести в ее отдельные ячейки лишь числовые значения и расчетные формулы. В случае если ученику требуется разработать модель решения задачи, самому организовать распределение и ввод данных, задать расчетные формулы и отобразить наглядным образом полученный результат, то задача приобретает совсем иной характер. Она из разряда стандартных задач, решению которых обучены многие учащиеся, переходит в категорию сложных заданий. В таких заданиях требуется продемонстрировать все свои навыки логического мышления, алгоритмической деятельности, анализа и синтеза данных для решения задачи. В связи с этим, при изучении возможностей электронных таблиц учителю следует формировать у детей навыки выбора инструментов среды для отражения данных задачи и результатов ее решения.

Неуверенное же решение школьниками задачи по программированию экзамена по информатики и ИКТ отражает тот факт, что в рамках базового курса по предмету время отведено только на знакомство с этой темой. Выделены часы на изучение собственно алгоритмических конструкций и на их реализацию в среде одного из языков программирования. Но этих часов на полновесное изучение на высоком уровне сложности явно недостаточно. Обучение программированию в непрофильных классах старшей школы предусмотрено в таком же практически объеме, что в средней школе, как повторение материала. Учителям информатики предложен выход реализовывать обучение программированию за счет предпрофильного изучения предмета на элективных курсах, либо кружках, либо полноценно в классах профильной направленности старшей школы. В тоже время выбрать сдавать информатику за базовый курс средней школы вправе каждый ученик.

Однако, и те учащиеся, кто дополнительно занимался программированием, не всегда могут выработать правильный алгоритм решения поставленной задачи либо допускают ошибки в его реализации в программной среде. Такая закономерность наблюдается в контексте того, что на первых этапах изучения особенностей программирования ученики средней школы не в полной мере ощущают его преимущества и потенциальные возможности при решении задач. Это происходит в силу того, что обучение ведется на несложных задачах для отработки приобретенных умений и закрепления полученных навыков алгоритмической деятельности. Учеников следует заинтересовать программистской деятельностью, продемонстрировать им различные области применения данного направления в информатике. Школьники за это время должны научиться применять свободно базовые алгоритмические конструкции языка программирования. Они должны уметь составлять вложенные друг в друга конструкции.

Например, сложносоставные условия или условие внутри цикла. Только уверенное использование этих конструкций позволит решать более сложные задачи. В тоже время как показывает практика обучения программированию при дополнительных уроках по 1 часу в неделю необходимо не менее года систематических занятий. Наилучший результат среди учеников достигается в том случае, когда дополнительные занятия по информатике проводятся на протяжении двух лет в 8 и 9 классах средней школы с использованием возможностей автоматизированных программных комплексов для индивидуализации обучения.

Эффективность обучения программированию, как на основных уроках, так и на дополнительных занятиях по информатике возрастает, если применять для организации учебного процесса подобные инновационные автоматизированные среды. Их использование также будет способствовать повышению интереса к предмету информатики как новейших разработок приложений информационных технологий. Формирование оптимальной траектории обучения позволит рационально организовать деятельность ученика. Тем самым это позволит привлечь к углубленному изучению информатики большее количество учащихся из числа тех, кто уделяет основное время освоению математических дисциплин. А использование в качестве средств диагностики и контроля в таких автоматизированных средах методов тестирования даст необходимую школьнику тренировку для выполнения тестовых заданий ГИА (ОГЭ).

В целом итоговые результаты выполнения тестовых заданий третьей части ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ вполне закономерны. Девятнадцатое задание правильно выполняют около половины учащихся, двадцатое - около трети школьников. Анализ результатов показывает, что для выполнения этих заданий школьник должен иметь базовую подготовку не ниже среднего уровня, а для успешного решения задач не обойтись без дополнительных занятий. Школьники, сдававшие экзамен по информатике, - потенциальные ученики профильного направления предметного обучения. В тоже время в условиях века информационных технологий их количество необходимо увеличивать. В 2014 году сдавать экзамен по дополнительным предметам было необязательно, и, тем не менее, его сдавало 29 учащихся по Смоленской области. Это далеко не все ученики, кто заинтересован в углубленном изучении предмета. Таких учащихся, уже начиная с 8 класса школы, следует выявлять и профессионально ориентировать, вести специальную предпрофильную учебную работу. Только такой подход возможен для достижения высоких показателей качества обучения в целом и выявления одаренных школьников. Ввиду этого необходимо, учитывая методические рекомендации подготовки школьников по информатике, устранять пробелы в знаниях учеников и усиливать профильную направленность их обучения при решении прикладных задач стандартными средствами информационных технологий, а в области программирования особенно.

Подводя в целом итоги экзамена учащихся по информатике и ИКТ, следует отметить достаточно высокий уровень предметной подготовки школьников. Показатель качества знаний по информатике учеников Смоленской области в 2013-2014 учебном году составляет 75,9%. Однако, как показывает анализ выполнения заданий третьей части экзамена по информатике, есть определенные направления деятельности, которые требуют особого подхода в своем решении. Обучение алгоритмической деятельности не должно отходить на второй план. Развитие алгоритмического мышления одна из важнейших задач всего школьного курса информатики. Без фундаментальной подготовки в области алгоритмизации, как показывают результаты ГИА (ОГЭ), решение заданий в области прикладных информационных технологий и по программированию становится для многих учеников сложной задачей. Таким образом, необходимо готовить учащихся не только с высоким уровнем компьютерной грамотности. Школьники XXI века информационных технологий должны быть именно компетентны в выборе программных средств решения прикладных задач с помощью компьютерных методов.

Библиографический список

школьник тестовый методический

1. Козлов С.В. Анализ результатов участия учащихся в дне науки по информатике в контексте организации профильного обучения // Гуманитарные научные исследования. - 2014. - № 4 (32). - С. 16.

2. Горбенко А.Ю., Баженов Р.И. Разработка урока по теме «Оптимизационное моделирование» в курсе информатики и ИКТ 11 класса // Современная педагогика. 2014. № 12.

3. Козлов С.В. Анализ результатов экспериментальной деятельности по изучению основ объектно-ориентированного программирования в школьном курсе информатики // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 6-3 (38). С. 16.

4. Козлов С.В. Анализ выполнения тестовых заданий части 1 ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ в 2014 году в контексте организации профильного обучения // Современная педагогика. 2014. № 10.

5. Козлов С.В. Анализ выполнения тестовых заданий части 2 ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ в 2014 году в контексте организации профильного обучения // Современная педагогика. 2014. № 12.

6. Волкова И.Б., Штепа Ю.П. Изучение алгоритмической конструкции «Цикл» в базовом курсе информатики // Современная педагогика. 2014. № 12.

7. Козлов С.В. Особенности обучения школьников информатике в профильной школе // Научно-методический электронный журнал «Концепт». - 2014.

8. Козлов С.В. Система индивидуального тестирования «Комплекс измерения обученности» // Системы компьютерной математики и их приложения. - Смоленск: СмолГУ, 2007. С. 223-225.

9. Козлов С.В. Особенности применения системы индивидуального тестирования «Комплекс измерения обученности» в школьном курсе информатики // Системы компьютерной математики и их приложения. - Смоленск: СмолГУ, 2008. С. 247-251.

10. Козлов С.В. Актуальные вопросы использования адаптивных информационно-образовательных систем в профильной школе // Наука и образование в XXI веке: сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции 30 сентября 2013 г.: в 34 частях. - Ч. 21. - Тамбов: Бизнес-Наука-Общество, 2013. - С. 48-51.

11. Козлов С.В. Организация обучения информатике в профильной школе с использованием инновационных образовательных систем // Инфокоммуникационные технологии в региональном развитии: Сборник трудов седьмой ежегодной межрегиональной научно-практической конференции. - Смоленск: СПЭК, 2014. - С. 71-73.

12. Киселева О.М. Реализация принципа индивидуализации образовательного процесса с использованием программы «Траектория обучения» // Современные научные исследования и инновации. - 2014. - № 5-2 (37). - С. 41.

13. Козлов С.В. Программный комплекс «AdvancedTester»: проектирование индивидуальных тестов в автоматизированной информационной системе // Современная педагогика. 2014. № 9.

14. Козлов С.В. Основы применения педагогической технологии индивидуального тестирования для формирования оптимальной траектории обучения //Современные научные исследования и инновации. - 2014. - № 4 (36). - С. 75.

15. Козлов С.В. Педагогическое проектирование индивидуального тестирования в личностно ориентированной обучающей системе: дис. … канд. пед. наук: 13.00.01 и 13.00.02: защищена 24.05.06: утв. 20.11.06 / Козлов Сергей Валерьевич. - Смоленск, 2006. - 204 с.

Размещено на Allbest.ru