Повышение качества измерения знаний учащихся с ограниченными возможностями здоровья при проведении компьютерного тестирования знаний

№86-1,

технические науки

В данной статье рассмотрены проблемы качества восприятия учебной информации детьми с ОВЗ. Описан процесс автоматизированного подбора синонимов в тексте на естественном языке. Представлено описание разработанной программной системы компьютерного тестирования знаний. Приведены результаты эксперимента, подтверждающего эффективность разработанной системы для детей с ОВЗ.

Похожие материалы

В современном мире ведётся множество разговоров о доступности образования для каждого. Во многих странах инклюзивное образование внедрено уже достаточно давно, в некоторых — интегрируется на текущий момент[2]. Каждый ребёнок имеет основное право на образование и должен иметь возможность получать и поддерживать приемлемый уровень знаний. Кроме того, все дети имеют уникальные способности и учебные потребности[1].

Невозможность опознавания предмета на слух нарушает формирование его образа, и, как следствие, опознавание данного предмета. Вследствие этого у глухих и слабослышащих детей возникают проблемы с усвоением учебного материала[3]. Кроме этого, оценка качества усвоения обучающего материала при помощи традиционных тестов не является достаточно точной: ученики не всегда способны верно интерпретировать тестовое задание и, как следствие, допускают ошибки в тесте.

Система компьютерного тестирования знаний с возможностью синонимизации тестовых заданий решает сразу две задачи[4]:

  • повышение качества восприятия учебного материала обучающимися;
  • повышение качества измерения знаний учащихся.

С точки зрения компьютерной обработки текста на естественном языке процесс синонимизации условно можно разделить на следующие основные этапы:

  1. Токенизация, т.е. предобработка естественного текста, представленного в виде цепочки символов. Она включает в себя разделение исходного текста на слова, выделение устойчивых оборотов, выделение ФИО в случае, если имя и отчество написано в виде инициалов, электронных адресов, имен файлов, сайтов и пр.
  2. Словарный морфологический анализ — определение морфологических словарных характеристик для токенов, полученных на предыдущей стадии.
  3. Стемминг — процесс нахождения основы слова для заданного исходного слова.
  4. Лемматизация — процесс приведения формы слова к её нормальной форме — лемме.
  5. Снятие омономии — разрешение неоднозначности результатов, полученных на предыдущей стадии.
  6. Поиск синонимов по найденной лемме в семантической сети или при помощи словаря.

Логическая схема базы данных разработанной системы компьютерного тестирования знаний представлена на рисунке 1.

Логическая схема БД системы компьютерного тестирования знаний с возможностью синонимизации заданий
Рисунок 1. Логическая схема БД системы компьютерного тестирования знаний с возможностью синонимизации заданий

Компонентная диаграмма разработанной системы компьютерного тестирования знаний представлена на рисунке 2.

Компонентная диаграмма системы компьютерного тестирования знаний.
Рисунок 2. Компонентная диаграмма системы компьютерного тестирования знаний.

Модуль тестирования знаний — модуль осуществляет непосредственно тестирование знаний ученика: от вывода вопросов на экран и принятия ответов до генерации отчёта по пройденному тесту.

Модуль создания тестов — модуль, связывающий пользователя роли «преподаватель», который загружает тест в систему, с модулем хранения данных и модулем синонимизации.

Модуль лемматизации — модуль, приводящий текст на естественном языке к лемматизированному виду. Кроме того, данный модуль определяет часть речи для каждого слова в тексте. Необходим для стабильной работы модуля синонимизации.

Модуль синонимизации — модуль, который принимает лемму слова и возвращает его синоним, используя словарь синонимов.

Отличительной особенностью разработанной системы является подход к синонимизации заданий. Подбор синонимов осуществляется во время загрузки теста в систему, и синонимы к каждому слову в тестовом задании хранятся в базе данных вместе с самим вопросом.

После формирования теста преподавателем, форма ввода тестов передаёт тест на сервер, где происходит передача тестовых вопросов в модуль лемматизации, который все слова в задании приводит к начальной форме (лемме) и передаёт их дальше в модуль синонимизации. Модуль синонимизации делает запрос к базе данных, чтобы найти нужные синонимы к четырём частям речи: существительным, глаголам, наречиям и прилагательным. БД возвращает синонимы модулю синонимизации, который их пересылает на сервлет, который создаёт готовый тест с синонимами и записывает его в базу данных. Диаграмма последовательности процесса загрузки теста в систему тестирования описана на рисунке 3.

Диаграмма последовательности «Загрузка теста в систему».
Рисунок 3. Диаграмма последовательности «Загрузка теста в систему».

В разработанной системе компьютерного тестирования реализован интуитивный интерфейс: при нажатии левой кнопкой мышки на слово, к которому необходимо подобрать синоним, выводятся его синонимы в начальной форме.

С целью проверки эффективности разработанной системы компьютерного тестирования были отобраны три ученика специальной (коррекционной) школы II вида (для глухих и позднооглохших детей) возраста 11-13 лет. Им было предложено решить один и тот же тест два раза без ограничения времени: первая попытка без синонимизации заданий, вторая — с синонимизацией. Очевидно, что польза от синонимизации может отличаться в зависимости от того, по какому учебному предмету проходит тестирование. Например, при прохождении тестов по математике синонимизация поможет в меньшей степени, чем при тестировании по истории. В связи с этим был разработан тест из 20 вопросов по различным учебным дисциплинам. Каждый правильный ответ оценивался в один балл. Результаты тестирования представлены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты эксперимента.

Ученик

Количество правильно решенных заданий

Без синонимизации

С синонимизацией

Ученик 1

13

14

Ученик 2

15

15

Ученик 3

13

15

Ученик 4

18

19

Гистограмма эксперимента
Рисунок 4. Гистограмма эксперимента

На гистограмме, отображённой на рисунке 11 видно, что возможность синонимизации тестовых заданий упрощает прохождение тестирования знаний детям с ОВЗ, а значит, улучшает качество измерения их знаний и повышает качество усвоения данных знаний.

Вывод

Проанализировав полученные результаты, можно сделать вывод об улучшении качества восприятия информации детьми с ОВЗ. Данная программная разработка может быть внедрена в специальные (коррекционные) школы I и II вида.

Список литературы

  1. ЮНЕСКО, 1994 г. Саламанкская декларация и Рамки действий по образованию лиц с особыми потребностями. Париж, ЮНЕСКО // Министерство образования, Испания, 1994.
  2. Дьяченко А.А. Внедрение инклюзивного образования в общеобразовательные учебные заведения / А.А. Дьяченко, И.А. Кульчицкая // Актуальные научные исследования в современном мире. - 2017. - №11-3. - С. 93-96.
  3. Логинова Д.Ю. Инновационная методика занятий по коррекции зрительной памяти у дошкольников с тяжелыми нарушениями слуха / Д.Ю. Логинова, Л.В. Фархутдинова, И.И. Галимова, Ф.М. Кускильдина // Педагогический опыт: теория, методика, практика. - 2015. - №1. - С. 270-271.
  4. Савелин Д.Н. Анализ методов синонимизации заданий при компьютерном тестировании знаний [Электронный ресурс] / Д.Н. Савелин, Л.А. Макушкина // Студенческий научный форум – 2018: докл. X междунар. студенч. электрон. науч. конф. Направление «Технические науки» (секция «Проблемы моделирования, проектирования и разработки программных средств») / РАЕ. - Москва, 2018. - Режим доступа: http://www.scienceforum.ru/2018/pdf/4423.pdf