В работе приведен анализ проблем компетентностного подхода в образовании, поставлена цель и задачи разрабатываемого программного модуля. Описана схема база данных и архитектура разработанного программного продукта, рассмотрены основные возможности, описан пользовательский интерфейс. Приведены графические примеры реализации и работы разработанного программного модуля.
Ключевые слова: компетентность, компетенция, мониторинг, контрольная карта, гистограмма распределения оценок, студент, критерии интерпретации.
Современное развитие образовательной среды тесно связано с компетентностным подходом в образовании [1]. Исследование и разработка алгоритмов системы измерения качественной и количественной оценки компетентности в системах дистанционного обучения является актуальной задачей, так в настоящее время отсутствует необходимая научно-методическая база для решения данной задачи.
Компетенция — это собирательное понятие, например, одна из профессиональных компетенций (ПК-5) бакалавра по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника» (ФГОС-3) формулируется следующим образом: «разрабатывать компоненты программных комплексов и баз данных, использовать современные инструментальные средства и технологии программирования».
На текущий момент в России существует ряд проблем, с которыми связаны реализация компетентностного подхода и создание системы оценки компетенций студентов:
1) отсутствие эффективного алгоритма взаимодействия вузов с работодателями;
2) инертность развития (нежелание освоения инновационных технологий бучения);
3) отсутствие полноценного нормативно-методического обеспечения в условиях перехода на новые стандарты;
4) отсутствие единых критериев оценки компетенций [1].
Для решения этих проблем необходимо создать систему оценки компетенций студентов вузов, задачами которой будут являться:
1) создание банка оценок студентов за тестирование;
2) определение уровня сформированности компетенций;
3) выявление динамики и характера формирования компетенций.
Целью работы является совершенствование системы измерения качественной и количественной оценки компетентности студентов технических вузов.
Интегрированная обработка результатов тестирования пользователей-студентов системы дистанционного обучения позволяет осуществлять мониторинг за процессом формирования их компетенций. В основу данной обработки может быть положено построение контрольных карт для определения уровня освоения компетенций пользователями-студентами [3, 5, 6]. Интерпретация контрольных карт позволит пользователю-педагогу оперативно определить и исправить недостатки процесса дистанционного обучения [4] (например, качество учебного контента и контрольно-измерительных материалов).
Для построения контрольных карт была выбрана библиотека визуализации gRaphael v0.5.1. Из ее достоинств можно отметить свободное распространение, открытый исходный код, а также полноту документации [7].
Рис.1. Логическая схема базы данных.
На рис. 1 представлена логическая схема базы данных программного модуля. База данных состоит из 9 таблиц и позволяет разбить компетенцию на компоненты, а также привязать каждую компоненту к определенному тестовому заданию. В таблице «Параметры» хранятся основные параметры для автоматической интерпретации контрольных карт сформированности компетенций и гистограмм распределения оценок. Таблица «Контрольные карты» хранит информацию о сохраненных контрольных картах.
Рис. 2. Схема архитектуры системы
На рис. 2 представлена архитектура разработанной системы. Модуль взаимодействия с базой данных позволяет совершать основные операции с информацией, содержащейся в базе данных (просмотр, редактирование, добавление, удаление). Модуль расчета контрольных карт и гистограмм предоставляет возможность строить контрольные карты сформированности компетенций, гистограммы распределения оценок по компетенции, график формирования компетенции по датам, диаграмму уровня сформированности компетенций. Контрольные карты можно строить как для текущего времени (актуальные), так и сохраненные, предварительно выбрав дату. Модуль интерпретации контрольных карт оценивает выполнимость правил интерпретации, рассчитывает индекс воспроизводимости, выводит комментарии. Для группы строится гистограмма распределения оценок по интервалам, для студента — гистограмма сформированности компетенций.
Пользовательское меню разработанного программного средства (рис. 3) предоставляет возможность работать с базой данных (пункт меню «Просмотр таблиц», каждый подпункт соответствует определенной таблице базы данных), производить мониторинг процесса формирования компетентности студентов (пункт меню «Визуализация»), осуществлять настройку параметров автоматической интерпретации контрольных карт и гистограмм (пункт меню «Настройка»).
Рис. 3. Пользовательский интерфейс web-ориентированного программного модуля
Разработанное программное средство, интерфейс которого представлен на рисунке 3, позволяет пользователю выбрать группу, компетенцию, ФИО студента и дату сохраненной контрольной карты из выпадающего списка, вид контрольной карты. Реализована возможность построения X-, S-, np- и R-контрольных карт сформированности компетенций для выбранной группы (кнопка «Контрольная карта»), интерпретировать построенную карту (кнопка «Выдать рекомендации»). Любую построенную контрольную карту можно сохранить с помощью кнопки «Сохранить карты». Контрольная карта сохраняется с указанием даты сохранения. Для вывода сохраненной карты необходимо выбрать тип контрольной карты, дату сохранения и нажать кнопку «Архивная карта». Реализовано построение гистограмм распределения оценок по компетенциям. Для вывода гистограммы необходимо выбрать группу, а затем интересующую компетенцию и нажать кнопку «Гистограмма распределения». При нажатии на кнопку «Диаграмма компетентности» на экран выводится диаграмма уровня сформированности компетентности как для студента, так и для группы в целом (для группы диаграмма строится в случае, если поле «ФИО студента» пустое). Диаграмма отражает действительный уровень сформированности в интервале [0;1] (зависит от результатов тестирования и вклада изученных дисциплин в формирование компетенции) и максимально возможный уровень сформированности (зависит только от вклада пройденных дисциплин в изучение компетенций). При нажатии на кнопку «График формирования» на экране отображается график изменения уровня сформированности выбранной компетенции для выбранной группы по датам проведенных тестирований. График показывает как действительный результат, так и максимально возможный.
В результате реализации web-ориентированного программного модуля достигнута цель работы: совершенствование системы измерения качественной и количественной оценки компетентности студентов технических вузов. Направлением дальнейших исследований является расширение функциональности программного средства (импорт результатов тестирования).
Литература:
1. Замятин А. М. Система оценки компетенций студентов ВПО. Обзор достижений и нерешенных задач // Молодой ученый. 2012. № 5. С. 418–420.
2. Рыбанов А. А. Алгоритмическое и математическое обеспечение автоматизированной системы оценки качества учебного процесса по контрольным картам // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2009. № 2. С. 30–36.
3. Рыбанов А. А., Шевчук В. П., Приходько Е. А. Интеллектуальная система оценки качества учебного процесса // Электронный журнал «Системотехника». 2004. № 2. Изд. МИЭМ. Москва. (http://systech.miem.edu.ru/2004/n2/Ribanov.htm).
4. Рыбанов А. А. Автоматизированный анализ качества процесса обучения по результатам тестирования знаний на основе диаграмм Парето // Дистанционное и виртуальное обучение. 2009. № 8. С. 54–59.
5. Рыбанов А. А. Автоматизированный Парето-анализ качества процесса обучения на основе результатов тестирования знаний // Научное обозрение. 2009. № 4. С. 55–59.
6. Библиотека gRaphael v0.5.1 — http://g.raphaeljs.com/
