Методика компьютерного мониторинга сформированности компетенций студентов инженерных направлений подготовки при обучении математике

DOI:

Постановка проблемы. Одной из задач высшего образования является задача соответствия результатов обучения его целям, ориентированным на потребности работодателей, и требованиям, сформулированным в федеральных государственных образовательных стандартах высшего образования в виде комплекса компетенций. В то же время постоянное обновление профессиональной информации и производственных технологий требует от высококвалифицированных специалистов развития личностных качеств, способности к самообучению. В подготовке выпускников инженерных направлений подготовки усиливается математическая составляющая, что объясняется математизацией и информатизацией производств. Повышение требований к современным выпускникам актуализирует проблему измерения и оценивания результатов обучения, в том числе и обучения математике, проблему качества математической подготовки обучающихся, управления ее качеством и нуждается в целенаправленном подходе к решению.

Мониторинг, как педагогическая технология, позволяет составить объективное представление о результатах, достигнутых студентами при изучении математики и, при соответствую- щем использовании, является средством в решении актуальной задачи повышения качества математической подготовки.

Сегодня в условиях развития информационного общества, объявленного на государственном уровне1, наряду с компетентностью подходом активно внедряются и совершенствуются подходы, связанные с применением в учебном процессе информационных технологий, электронных образовательных ресурсов, что предоставляет дополнительные возможности при проведении мониторинга.

Цель статьи – описать диагностические средства и определить ключевые объекты мониторинга результатов обучения математике будущих бакалавров инженерного направления подготовки в условиях электронного образовательного ресурса.

Методология исследования базируется на основных положениях компетентностного, личностно ориентированного и деятельностного подходов, контекстного обучения и информатизации образования, нормативных документах в сфере высшего образования, требованиях федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования направления подготовки 35.03.02 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, анализе передового опыта по рассматриваемой проблеме.

Обзор научной литературы проведен на основе анализа работ исследователей, посвященных инженерному образованию, вопросам организации мониторинга результатов обучения и результатов обучения математике, в частности повышению качества математической подготовки будущих выпускников посредством коррекции методики обучения, основанной на мониторинге процесса обучения. Рассмотрены работы по организации мониторинговой деятельности посредством электронного обучения при использовании тестовых технологий.

В настоящее время существуют исследования отечественных и зарубежных ученых, в которых изучены вопросы мониторинга и его организации в образовательном процессе. Чтобы понять суть мониторинга, его многоаспектность [Григорян, 2017], его значение в повышении качества образования, остановимся на некоторых определениях. А.Н. Майоров определяет мониторинг как комплекс мер по сбору, обработке, хранению и распространению информации об образовательной системе или отдельных ее элементах, ориентированных на информационное обеспечение управления и позволяющих судить о состоянии объекта в любой момент, а также обеспечить прогноз его развития [Майоров, 2005, с. 153]. Т.А. Табишев определяет педагогический мониторинг как систему по обеспечению участников образовательного процесса информацией, необходимой для принятия решений в области проведения коррекционных мероприятий в целевых, технологических, организационных, информационных, нормативных вопросах педагогической деятельности [Табишев, 2010, с. 224].

Мониторинг является инструментом управления качеством образовательного процесса [Киселева и др., 2012] и средством повышения качества образования [Шумина2, 2011], систематизированные результаты которого обеспечивают основу для оперативной коррекции математической подготовки и совершенствования материально-технической базы [Морозова, Проскурякова, 2015], функциями которого являются: контроль прохождения и коррекция, выявление факторов и условий, обеспечивающих динамику процесса определения оптимального характера педагогической деятельности [Борытко, 2017, с. 21].

В мониторинге, как в системе управления качеством, можно выделить следующие подсистемы: информационно-справочная, контроля, управления, информационно-аналитическая

[Володько, Осипова, 2015], которые соответствуют его основным этапам: подготовительный, практический и аналитический [Боровкова, Морев, 2004]. На подготовительном этапе мониторинга формулируется цель, определяются объекты и субъекты мониторинга, подбирается диагностический инструментарий. На практическом этапе осуществляется диагностика. На аналитическом этапе происходят интерпретация полученных результатов, принятие решения о коррекции методики в случае необходимости.

С точки зрения компетентностного подхода объектом мониторинга выступают не только предметные знания, умения и навыки, но и составляющие компетенций, в которых выделены когнитивный, деятельностно-практический и ценностно-мотивационный критерии сформи-рованности [Семина3, 2014 с. 11]. Формирование компонентов компетенций требует применения современных технологий оценивания образовательных результатов: технология на основе критериального подхода, тестовая технология, технология на основе рейтингового контроля, портфолио [Шкерина4 и др., 2018].

В настоящее время благодаря развитию информационных технологий появляются дополнительные возможности для проведения мониторинга. Потенциал электронных образовательных ресурсов позволяет учитывать индивидуальные потребности, способности и достижения каждого обучающегося [Вайнштейн, Есин, 2017]. Обоснована эффективность применения средств Интернета для взаимодействия участников учебного процесса посредством проведения опросов, положительно влияющих на вовлеченность обучающихся в учебный процесс [Sun, 2014], создания тестов и проведения тестирования в режиме онлайн, обработки результатов и их хранения как инструмента при приобретении междисциплинарных знаний, контроля уровня сформированности соответствующих компетенций и коррекции методики преподавания [Badia Valiente, Olmo Cazevieille, Navarro Jover, 2016].

В рамках дистанционных курсов при проведении мониторинговых процедур эффективно использование тестовых технологий, область применения которых к настоящему времени значительно расширилась. Наряду с традиционными тестами появились тесты деятельностного характера. Существуют разработки в области компетентностных тестов, содержащих компетентностно-ориентированные задания со свободно конструируемым ответом, дополненные оценочными шкалами для работы экспертов [Звонников, Челышкова5, 2012, с. 104]; адаптивного тестирования в дистанционном обучении и многостадийного адаптивного тестирования, в котором обучающийся выполняет не отдельные задания, а тестлеры, направленные на оценку определенного показателя [Звонников, Челышкова, Малыгин, 2012; Малыгин, 2018].

На сегодняшний день накоплен опыт проведения мониторинговых процедур в формате требований новых образовательных стандартов в рамках электронного образовательного ресурса «Академия универсальных учебных действий» [Кейв, Шкерина, Берсенева, 2018], адаптивных электронных образовательных курсов, имеющих несколько редакций одного материала, различающихся по уровням сложности и ориентированных на обучающихся с разной подготовкой и разными способностями [Вайнштейн и др., 2018]. В зарубежных исследованиях предложено использовать динамические ресурсы, имеющие гибкую структуру контента [Chen, Yu, Chiang, 2016], разработан интегрированный подход, основанный на онлайн-обучении, имеющий три составляющие: курс для предварительной оценки и самообучения, текущий курс, курс для последующего самообучения [Zenker et al., 2013].

Проведенный анализ научных работ по рассматриваемой проблеме подтверждает актуальность использования электронных образовательных ресурсов в образовательном процессе и организацию мониторинга образовательных результатов в их рамках при помощи тестовой технологии.

Результаты исследования. Исследование проводилось в процессе обучения математике бакалавров лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, что объясняется потребностью в квалифицированных кадрах для лесной отрасли⁶. Федеральные государственные образовательные стандарты высшего образования по направлению подготовки 35.03.02 Технология лесозаготовительных и перерабатывающих производств учитывают требования работодателей и направлены на формирование универсальных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций, в том числе: «способен осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач (УК-1); способен решать типовые задачи профессиональной деятельности на основе знаний основных законов математических и естественных наук с применением информационно-коммуникационных технологий (ОПК-1)»⁷.

Анализируя образовательный стандарт, опираясь на ранее проведенное исследование [Лозовая, 2014], перечислим компоненты, являющиеся ключевыми в математической подготовке будущих инженеров: осознание значимости применения математического инструмен- тария для достижения личностных и профессиональных результатов; математические знания, умения и навыки; способность к математическому моделированию; способность к установлению межпредметных связей при решении задач прикладного и профессионального контекста; способность применять прикладные компьютерные программы и средства Интернета в решении поставленных задач; готовность к самообучению и рефлексии.

В рамках разработанного дистанционного курса по математике [Лозовая, 2019] для бакалавров указанного направления подготовки проводится мониторинг сформированности перечисленных компонентов на основе стартовой, текущей и итоговой диагностики. Синтез критериального подхода, тестовых и рейтинговых технологий, портфолио студента в условиях электронного образовательного ресурса позволяет автоматизировать процесс мониторинга, провести индивидуальную и групповую диагностику. Стартовая диагностика направлена на оценку уровня начальной подготовки обучающихся, с учетом которой выстраивается индивидуальная образовательная траектория. Текущая и итоговая диагностика проводимого мониторинга основаны на рейтинговой технологии посредством использования как традиционных тестов, направленных на оценку знаний, умений и навыков, так и тестов в открытой форме, имеющих деятельностный характер и направленных на диагностику способности к моделированию в решении прикладных задач путем интеграции внутрипридметного математического и междисциплинарного знаний.

На этапе составления рейтинг-плана предусмотрен комплекс диагностических процедур по каждой изучаемой теме (тест-опросник «Математика как средство достижения личностных и профессиональных результатов»; мини-тесты после изучения каждой темы теоретического курса, итоговые тесты в открытой форме). Способность к самообучению и рефлексии оценивается исходя из объема самостоятельно изученного материала, количества выполненных тестов и полученной балльной оценки. Портфолио позволяет оценить личностные результаты студентов.

Благодаря рейтинговой технологии осуществляется обобщение результатов диагностических процедур, происходит стимуляция познавательной активности обучающихся, осуществляются комплексная оценка качества математической подготовки и установка соответствия между запланированным и полученным результатами.

Заключение. Реализация мониторинга как средства повышения качества математической подготовки студентов в условиях дистанционного курса ориентирована на систематизированный сбор и автоматизированную обработку информации о математической подготовке студентов в динамике, контроль образовательных результатов. Анализ полученных данных позволяет выявить факторы и проблемы, влияющие на уровень математической подготовки студентов и направлен на коррекцию методики преподавания и действий студентов. Применение современной тестовой технологии, рейтинговой технологии и портфолио студента позволяют в комплексе оценить уровень математической подготовки каждого обучающегося и группы в целом, своевременно выполнить коррекцию и повысить качество математической подготовки. Также комплекс тестовых заданий в рамках дистанционного курса может использоваться не только для диагностики образовательных результатов, но и как средство формирования элементов компетенций в самостоятельной работе студентов.