ДонНТУ  Портал магистров
Русский Английский 

Реферат за темою випускної роботи

При написанні даного автореферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: червень 2018р. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора після зазначеної дати.

Зміст

Введение

Інформаційні, комунікаційні та комп'ютерні технології, що постійно розвиваються, впливають на сферу геометро-графічного освіти. Це пов'язано з новим змістом професійної діяльності, на всіх стадіях якої використовуються інформаційно-комунікаційні технології, комп'ютерні засоби та обчислювальна техніка.

До геометро-графічним дисциплінам базової геометро-графічної підготовки в технічному університеті, відносяться: нарисна геометрія, інженерна графіка та комп'ютерна графіка.

Під комп'ютерною графікою будемо розуміти технології створення, зберігання, редагування та передачі електронної графічної інформації.

1. Актуальність теми і наукова новизна

У сучасних умовах роль геометро-графічної підготовки істотно зростає, оскільки постійно розширюється область застосування геометричних знань в різних сферах практичної діяльності. Це пов'язано, перш за все, з тим, що в комп'ютерних технологіях проектування важливе місце займає електронна геометрична модель, яка є початковим етапом при проектуванні, виготовленні та експлуатації виробів, інженерних споруд та інших конструктивних систем. Сучасний процес проектування починається саме зі створення тривимірної електронної моделі на основі геометричних даних. Така модель дає можливість фахівцеві візуалізувати образ майбутньої конструкції, виконати розрахунки, провести перевірку працездатності, спроектувати технологію виробництва, перевірити «збирання-розбирання», виготовити конструкторську документацію та ін. При цьому, комп'ютерне моделювання дозволяє досліджувати об'єкт, а також контролювати результати на будь-якій стадії проектування.

2. Цілі та завдання дослідження, плановані результати

Метою даної роботи є дослідження засобів тестування знань студентів по графічним дисциплінам, порівняння їх функціональних характеристик, вивчення особливостей тестування різних геометро-графічних наук, розробка і реалізація власної системи тестування, яка дозволить при виборі тієї чи іншої дисципліни підбирати найбільш правильний варіант контролю знань, забезпечить можливість перевірки на віддаленому доступі, буде мати зрозумілий і дружній інтерфейс і систему підтримки.

Досягнення зазначеної мети здійснюється вирішенням наступних завдань досліджень:

  1. Дослідження областей застосування продукту, що розробляється;
  2. Дослідження існуючих засобів тестування і контролю знань студентів і розробка власної, визначення її функцій і структури, формування вимог до системи з боку викладацької та студентської предметних областей;
  3. Розробка алгоритмів функціонування системи тестування;
  4. Системна організація роботи програми і взаємодія внутрішніх модулів;
  5. Розробка програми, апробація, експериментальні дослідження і порівняння характеристик розробленої системи з існуючими аналогами.

3. Огляд досліджень та розробок

Досліджувана тема є популярною як в міжнародному науковому співтоваристві, так і в локальному. Про це свідчить велика кількість досліджень і розробок на всілякі наукові тематики.

3.1. Огляд міжнародних джерел

Серед факторів, що характеризують нинішню ситуацію в сфері педагогічного контролю графічних дисциплін, можна виділити головний - необхідність розробки адекватних засобів вимірювання і оцінки досягнень учнів відповідно до освітніх стандартів. Тому питання створення тестирующего програмного забезпечення, впровадженого в систему дистанційного навчання, гостро стоїть в сучасних реаліях.

Розробкою такого роду систем займаються професори та їхні студенти на безлічі кафедр міжнародних ВНЗ. До одним з таких розробок можна віднести наукові праці професора кафедри «Інженерної та комп'ютерної графіки» Олександра Львовича Хейфец, а саме його система контролю знань під назвою «Колоквіум»[10].

Це автоматизоване тестування з комплексним завданням і іншим темам. Колоквіум як програма, написана на AutoLisp, захищений авторським свідоцтвом. Програма перевіряє результат рішення студентом графічної задачі, а не вибір їм правильної відповіді з ряду запропонованих. Це принципово відрізняє таку систему контролю від популярного сьогодні тестування, в якому завдання викладача - при п'яти відповідях чотири рази обдурити студента. У його колоквіумі все засновано на 3d моделюванні в поєднанні з програмуванням.

Так само розробкою подібного роду систем перевірки знань при вивченні графічних дисциплін займалися: професор кафедри Дизайну, графіки та нарисної геометрії Александрова Е.П., старший викладач Носов К.Г. і завідувач цієї кафедри, доктор технічних наук Столбова И.Д .. В їхніх напрацювань та наукових статтях наголошується на необхідності пошуку нових технологій навчання, що відповідають рівню розвитку інформаційно-комунікаційних технологій і відповідають вимогам сучасних проектних і виробничих технологій. Проводиться аналіз функціональних можливостей інформаційних технологій при формуванні геометро-графічних компетенцій, можливостей контролю і перевірки знань отриманих студентами. Описується системне використання комплексу інформаційних технологій при різних формах навчальних занять [11].

3.2. Огляд локальних джерел

У нашому університеті протягом багатьох років вивченням геометро - графічних дисциплін займається мій науковий керівник - Карабчевский Віталій Владиславович.

Основною працею по темі контролю знань при навчанні геометро- графічних дисциплін можна назвати його статтю: Автоматична генерація рішення задач нарисної геометрії як засіб формування еталонів в підсистемі тестування [8].

У статті йдеться про підсистему, яка виконує автоматичну генерацію відповіді і передбачає його використання в якості еталону при перевірці результатів роботи учня. Його підсистема може бути використана при вивченні окремих розділів нарисної геометрії як для самоперевірки в ході самостійної роботи, так і для тестування знань. При цьому підвищується достовірність результатів, так як ті, яких навчають не матимуть можливості заздалегідь дізнатися умову задачі, знайти спосіб вгадування відповіді або іншим чином цю систему обдурити.

4. Технології тестування навчальних систем

В рамках будь-якого тестування зазвичай використовують такі типи питань: [2], [4], [6]:

Питання з множинним вибором. Їх використовують частіше за інших. Зазвичай пропонується від трьох до п'яти варіантів відповіді.

Питання з альтернативним відповіддю (так / ні). Вони відносно прості, що дозволяє включати в тест велика кількість питань. Рекомендують їх для перевірки засвоєння нескладної інформації.

Питання для встановлення відповідності. Використовуючи їх, перевіряючий отримує найбільші можливості для перевірки вміння учня встановлювати логічні відповідності.

Питання для ранжирування. Їх використовують при оцінці здібностей учня розпізнавати зв'язки між поняттями і категоріями, мислити асоціативно. Можуть бути застосовані для перевірки засвоєння складного теоретичного матеріалу. Їхній головний недолік - трудомісткість підготовки тестів.

Питання з творчим відповіддю. Вони знижують до мінімуму ефект вгадування і дають можливість перевіряти творчі здібності особистості. Недолік - трудомісткість оцінювання правильності відповідей. У формі комп'ютерних програм тести вперше стали застосовуватися в рамках перших систем автоматизованого навчання, розробляються відповідно до концепції програмованого навчання. Тестова форма оцінювання знань учнів дозволяла сформувати зворотний зв'язок і значно скоротити витрати часу педагога на проведення тесту і на первинний аналіз його результатів.

У найперших тестують програмах передбачався висновок варіантів відповідей, введення номерів відповідей на вибір користувача і накопичення балів.

Більш універсальні системи дозволяли зберігання тестів, питань і варіантів відповідей в окремих файлах даних, що дозволяють коригувати і доповнювати тести і дані.

З'явилося перше поділ: на програми для створення тестів і програми для проходження тестів. Важлива особливість таких систем, в порівнянні з примітивними тестуючими програмами, - наявність більш складних і професійних інтерфейсів, засобів аналізу відповідей, що розширює спектр використовуваних тестових завдань, дає можливість проводити відкладене тестування, автоматично створювати еквівалентні варіанти тестів та ін.

Інструментальні засоби баз даних дозволяють використовувати в завданнях різні види невербального матеріалу і мають в своєму складі два основних модуля: модуль учня и модуль вчителя. Системи такого роду досить складні і передбачає збір даних з великої кількості робочих місць, а до створення мережевої версії систем тестування перейшли лише небагато розробників.

4.1. Тестування графічних дисциплін

Будь-яке навчання складається з двох основних компонентів: теоретичного і практичного. Теоретична складова, спрямована на надання студентам фундаментальних концепцій в комп'ютерній графіці, вона охоплює методи генерації графічних об'єктів з різними геометричними характеристиками і реалістичними зовнішніми явищами. З метою практичного компонента - допомагати і зміцнювати розуміння учнями алгоритмів і методів, а так же навчити їх використовувати і писати самостійно ефективні програми по комп'ютерній графіці.

У даній контролює системі формування тестових послідовностей реалізовано відповідно до сформульованим у роботі В.П. Беспалько [3] рівням засвоєння інформації.

Для перевірки якості засвоєння інформації на I рівні повинні використовуватися тести, що вимагають виконання дій по пізнанню. Це найпримітивніші тестові завдання, в яких відповідь міститься в самому тексті питання.

Тестові завдання II рівня повинні бути спрямовані на контроль засвоєння на рівні «репродукції», тобто засвоєння, що дозволяє відтворювати і обговорювати інформацію про об'єкти вивчення без опори на об'єкти, по пам'яті. Яскравим прикладом тестів II рівня є тести підстановки, в яких пропущено слово, фраза, формула і т.д.

Для діагностики оволодіння учнями знаннями на III рівні необхідно розробляти тести, що містять завдання на продуктивну діяльність, що відповідає рівню знань і умінь.

4.2. Моделювання власної середовища тестування

Для отримання більш достовірного результату про якість отриманих знань пропонується використовувати тестові послідовності, що включають в себе завдання різних рівнів складності. Причому використання модельованої системи значно спрощує формування завдань для вхідного і вихідного контролю знань. В якості вхідного контролю пропонується використовувати тестові послідовності, що включають в себе завдання першого і другого рівнів засвоєння, а вже для вихідного контролю - змішані послідовності із завдань другого і третього рівнів. Тестові послідовності, що містять завдання різних рівнів складності, називають тестамі- сходами.

В основу системи покладено тест з множинним вибором [5], [7]. Як варіанти питань і відповідей використовуються графічні файли, які крім малюнків і схем можуть містити текстову інформацію. Структура розробленої системи представлена на мал. 1.

Анімація структури розробленої системи

Малюнок 1 – Структура розробленої системи (анімація: 12 кадрів, 10 циклів повторення, 81.3 КБ)

Підсистема формування тестів забезпечує наступні можливості:

  1. Проектування тестових послідовностей за схемою: предметна область - питання - список відповідей;
  2. Представлення кожного питання проектованого тіста у вигляді окремого екранного діалогу, на якому розміщується повна інформація про задається питанні і пропонованих відповідях;
  3. Завдання кількості питань в тесті, питання в базі даних розмежовані за рівнем засвоєння інформації, використовують різні вагові коефіцієнти, тому викладач може проектувати завдання різної складності для різних груп студентів;
  4. Завдання часу, відведеного на тестування;
  5. Формування послідовності номерів питань виведених на екран за випадковим законом, при кількості питань в даному тестовому завданні (N) менше, ніж кількість питань в базі даних, вибираються перші N питань зі сформованої послідовності;
  6. Формування послідовності виведення відповідей для кожного питання по такому ж закону;
  7. Завдання викладачем (проектувальником) різних систем оцінок, за якими будуть оброблятися результати тестування.

Підсистема санкціонованого доступу розмежовує права користувачів, яким дозволений доступ до різних файлів баз даних.

Підсистема проведення тестування виконує завдання проведення тестування в режимі одного і зберігання результатів тестування для подальшої обробки. Вона забезпечує наступні можливості:

  1. Ідентифікацію користувача, а також вибір тесту для тестування;
  2. Безпосереднє проведення процесу тестування, тобто видачу питань і пропонованих відповідей на екран, зчитування реакції тестованого на запропоноване запитання (див. Мал. 2, де наведено вікно екранного діалогу тестування);
  3. Забезпечення повернення до попереднього і перехід до наступного питання, а також відлік часу тестування, після закінчення якого процес тестування автоматично переривається;
  4. Роботу з файлами бази даних (БД) тестів і БД звіту;
  5. Вивод на екран результатів тестування і збереження їх в БД звіту.
Окно тестування

Малюнок 2 – Окно тестування

Підсистема обробки результатів тестування дозволяє фіксувати детальну інформацію про кожного тестируемом, вона здійснює різні вибірки по полях БД, виводить звіт на екран. На етапі обробки результатів тестування проводиться підрахунок правильних відповідей.

Абсолютна оцінка, отримана в результаті тестування, обчислюється таким чином:

Формула розрахунку абсолютної оцінки

Малюнок 3 – Формула розрахунку абсолютної оцінки

де: h = 1 для правильних відповідей, h = 0 для неправильних відповідей, i – вагові коефіцієнти по кожному питанню, n – кількість питань в тесті.

Остаточна оцінка формується в залежності від заданої викладачем (проектувальником) шкали оцінок, на етапі формування тестового завдання. За результатами тестування формується звітна відомість.

В результаті досвіду використання даної контролюючої системи сформульовані наступні правила підготовки тестових завдань:

  1. До списку пропонованих відповідей не можна включати такі варіанти, які передбачають неоднозначність;
  2. Неправильні відповіді повинні бути побудовані на основі типових помилок;
  3. Правильні відповіді серед всіх запропонованих повинні розміщуватися у випадковому порядку.

Висновки

Візуально-орієнтований підхід необхідний для навчання комп'ютерній графіці, бо він заданий в контексті «навчання на практиці», а результати можуть бути оцінені ефективно шляхом інтерактивного тестування. Добре продумані інтерактивні навчальні програми і тести будуть стимулювати самостійне навчання студентів, надаючи їм середовище, яке полегшує експериментальний. Подібний метод призводить до використання когнітивних навичок для самостійного порівняння, аналізу та оцінки різних навчальних матеріалів. Крім того, учні будуть розвивати довгострокову орієнтацію на цей спосіб навчання.

Список джерел

  1. Обучающие машины, системы и комплексы: Справочник // под ред. А.Я. Савельева. – Высшая школа, 1986. – 304 с.
  2. Информационные технологии обучения в профессиональном образовании.// Информатика и образование, № 1, 1996. – С. 13–19.
  3. Беспалько В.П. Элементы теории управления учебным процессом. Ч.2. Измерение качества процесса обучения. – М.: Высшая школа, 1971. – 60с.
  4. Brand L. Van-Den Flexible and Distance Learning. ORT Administration Technology Department, London, 1992, 345 p..
  5. Collis B. Networking and Distance Training for Teachers: Classification of Possibilities. Journal of Information Technology for Teacher Education. V 4. № 2, 1995, p. 34–40.
  6. Андреев А.А., Рубин Ю.Б., Самойлов В.А., Титарев Л.Г. К вопросу о рациональном составе учебно-методического обеспечения учебного процесса. Современные информационные технологии в профессиональном образовании, Вып.4. – М. МГТА, 2000. – С.30-32.
  7. Хубулашвили В.В. Оценка обучающих программ. – М., 1970. – 135 с.
  8. Карабчевский В.В. Автоматическая генерация решения задач начертательной геометрии как средство формирования эталонов в подсистеме тестирования. Научные работы Донецкого национального технического университета. Серия «Проблемы моделирования и автоматизации проектирования» (МАП-2002). Выпуск: 52 - Донецк: ДонНТУ. - 2002. – 248 с.
  9. Александрова Е.П., Носов К.Г., Столбова И.Д. – Организация графической подготовки студентов на основе информационно-коммуникационных технологий.
  10. Хейфец А.Л. – Автоматизированный коллоквиум как новая форма контроля знаний по графическим дисциплинам.
  11. Александрова Е.П., Носов К.Г., Столбова И.Д. – организация графической подготовки студентов на основе информационно-коммуникационных технологий.
Резюме  Біографія  Реферат