Введение
Инструмент оценки знаний
Инвентарь понятий – это критериально-ориентированный тест, разработанный для определения того, обладает ли студент точным рабочим знанием конкретного набора концепций. Исторически инвентари запасов понятий представляли собой тесты с множественным выбором, чтобы облегчить интерпретацию и проведение в больших классах. В отличие от обычного теста с множественным выбором, разработанного преподавателем, вопросы и варианты ответов в инвентарях понятий являются предметом обширных исследований. Цели этих исследований включают в себя установление (а) диапазона того, что люди понимают под конкретным вопросом, и (б) наиболее распространенных ответов на вопросы. Инвентари запасов понятий оцениваются для обеспечения надежности и валидности теста. В окончательной форме каждый вопрос содержит один правильный ответ и несколько отвлекающих вариантов. В идеале, результат критериально-ориентированного теста отражает объем освоенных студентом знаний по предмету. Критериально-ориентированные тесты отличаются от нормо-ориентированных тестов тем, что (в теории) первые не используются для сравнения результата отдельного студента с результатами группы. Как правило, цель критериально-ориентированного теста – определить, освоил ли студент заранее определенный объем знаний; получив результат теста, равный или превышающий пороговый балл, студент может перейти к изучению следующего блока знаний в учебной последовательности. В целом, значения сложности заданий в диапазоне от 30% до 70% лучше всего позволяют получить информацию о понимании материала студентами. Отвлекающие варианты – это неверные или нерелевантные ответы, которые обычно (но не всегда) основаны на распространенных заблуждениях студентов. Разработчики тестов часто исследуют заблуждения студентов, анализируя их ответы на вопросы с развернутым ответом и проводя интервью с проговариванием вслух. Выбор отвлекающих вариантов студентами помогает исследователям понять ход мыслей студентов и дает преподавателям представление об их предыдущих знаниях (а иногда и о твердых убеждениях). Эта исследовательская база лежит в основе разработки и проектирования инструментария и играет роль в том, чтобы помочь преподавателям получить представление об идеях студентов, научных заблуждениях и дидаскалогенных («индуцированных преподавателем» или «индуцированных обучением») путаницах и концептуальных пробелах, которые мешают обучению.
A concept inventory is a criterion referenced test designed to help determine whether a student has an accurate working knowledge of a specific set of concepts. Historically, concept inventories have been in the form of multiple choice tests in order to aid interpretability and facilitate administration in large classes. Unlike a typical, teacher authored multiple choice test, questions and response choices on concept inventories are the subject of extensive research. The aims of the research include ascertaining (a) the range of what individuals think a particular question is asking and (b) the most common responses to the questions. Concept inventories are evaluated to ensure test reliability and validity. In its final form, each question includes one correct answer and several distractors. Ideally, a score on a criterion referenced test reflects the amount of content knowledge a student has mastered. Criterion referenced tests differ from norm referenced tests in that (in theory) the former is not used to compare an individual's score to the scores of the group. Ordinarily, the purpose of a criterion referenced test is to ascertain whether a student mastered a predetermined amount of content knowledge; upon obtaining a test score that is at or above a cutoff score, the student can move on to study a body of content knowledge that follows next in a learning sequence. In general, item difficulty values ranging between 30% and 70% are best able to provide information about student understanding. The distractors are incorrect or irrelevant answers that are usually (but not always) based on students' commonly held misconceptions. Test developers often research student misconceptions by examining students' responses to open ended essay questions and conducting "think aloud" interviews with students. The distractors chosen by students help researchers understand student thinking and give instructors insights into students' prior knowledge (and, sometimes, firmly held beliefs). This foundation in research underlies instrument construction and design, and plays a role in helping educators obtain clues about students' ideas, scientific misconceptions, and didaskalogenic ("teacher induced" or "teaching induced") confusions and conceptual lacunae that interfere with learning.
Используемые концептуальные инвентаризаторы
Концептуальные инвентаризации – это диагностические тесты, используемые в образовании. В 1985 году Халлун и Хестенс представили «диагностический тест по механике с множественным выбором ответов» для оценки представлений студентов о движении. Он оценивает понимание студентами базовых концепций классической (макроскопической) механики. Вскоре после этого был разработан Force Concept Inventory (FCI) – еще одна концептуальная инвентаризация. FCI был разработан для оценки понимания студентами ньютоновских концепций силы. Хестенс (1998) обнаружил, что, хотя «почти 80% [студентов, завершающих вводные курсы физики в колледже] могли сформулировать третий закон Ньютона в начале курса, данные FCI показали, что менее 15% из них полностью понимали его к концу». Эти результаты были воспроизведены во многих исследованиях с участием студентов из различных учебных заведений (см. раздел «Источники» ниже). Тем не менее, остаются вопросы относительно того, что именно измеряет FCI. Результаты, полученные с использованием FCI, привели к большему признанию в сообществе научного образования важности «активного вовлечения» студентов в освоение материала. После разработки FCI были разработаны и другие инструменты по физике, включая концептуальную оценку силы и движения, а также краткую оценку знаний в области электричества и магнетизма. Обсуждение разработки ряда концептуальных инвентаризаций можно найти в работе Бейхнера. Помимо физики, концептуальные инвентаризации были разработаны для статистики, химии, общей биологии, естественного отбора, генетики, инженерии, наук о Земле и информатики. Во многих областях фундаментальные научные концепции выходят за рамки отдельных дисциплин. Примером инвентаризации, оценивающей знание таких концепций, является инструмент, разработанный Одомом и Барроу (1995) для оценки понимания диффузии и осмоса. Кроме того, существуют нетрадиционные концептуальные инструменты, такие как подход, основанный на написании эссе, и использование эссе и устных экзаменов для измерения понимания студентами структур Льюиса в химии.
Ссылки, связанные с использованием концепции инвентаризации
Некоторые концептуальные тесты являются проблематичными. Концепции, которые они проверяют, могут быть не фундаментальными или важными для конкретной дисциплины, рассматриваемые концепции могут не преподаваться явно в рамках курса или учебной программы, или правильный ответ на вопрос может требовать лишь поверхностного понимания темы. В результате существует вероятность как переоценки, так и недооценки уровня освоения материала студентами. Концептуальные тесты, предназначенные для выявления закономерностей в мышлении студентов, могут быть неэффективны для отслеживания прогресса в обучении, достигнутого благодаря педагогическим методам, а также измеряемый показатель может не отражать глубокое понимание дисциплины. Пользователям следует тщательно убеждаться, что концептуальные тесты действительно проверяют концептуальное понимание, а не навыки сдачи тестов, знание языка или другие способности, которые могут повлиять на результаты. Использование тестов с множественным выбором в качестве концептуальных тестов вызывает споры. Сама структура таких тестов ставит вопрос о том, насколько необходимо упрощать или уточнять сложные и часто тонкие ситуации и идеи, чтобы получить однозначные ответы. Например, тест с множественным выбором, разработанный для оценки знаний ключевых концепций естественного отбора, может упростить оценку концептуальных тестов, организованных в форме (записанных) устных экзаменов или эссе.