Выводы об итогах анализа выполнения заданий, групп заданий по проверяемым элементам содержания

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Комплекс мер по повышению качества обучения по учебному предмету «Информатика и ИКТ» с учетом результатов ЕГЭ по основным общеобразовательным программам среднего общего образования в 2021 году

Составители:

Ганичева Елена Михайловна, методист сектора предметных областей Центра непрерывного повышения профессионального мастерства в г. Вологда АОУ ВО ДПО «ВИРО», руководитель рабочей группы при региональном учебно-методическом объединении по общему образованию по учебным предметам «Математика», «Информатика»

Голубев Олег Борисович, директор института математики, естественных и компьютерных наук, доцент кафедры математики и информатики ФГБОУ ВО «Вологодский государственный университет»

Содержательный анализ выполнения обучающимися заданий контрольно-измерительных материалов ГИА ЕГЭ в 2021 году, определение «проблемных зон» и типичных затруднений в освоении обучающимися элементов содержания / умений и видов деятельности

КИМ ЕГЭ по информатике и ИКТ 2021 г. включали 27 заданий, различающихся уровнем сложности и необходимым для их выполнения программным обеспечением.

В работу входили 9 заданий, для выполнения которых, помимо тестирующей системы, необходимо специализированное программное обеспечение (ПО), а именно редакторы электронных таблиц и текстов, среды программирования. Ответы на все задания представляли собой одно или несколько чисел или последовательности символов (букв или цифр).

Содержание заданий было разработано по основным темам курса информатики и ИКТ, объединённых в следующие тематические блоки: «Информация и её кодирование», «Моделирование и компьютерный эксперимент», «Системы счисления», «Логика и алгоритмы», «Элементы теории алгоритмов», «Программирование», «Архитектура компьютеров и компьютерных сетей», «Обработка числовой информации», «Технологии поиска и хранения информации».

Содержание экзаменационной работы охватывало основное содержание курса информатики и ИКТ, важнейшие его темы, наиболее значимый в них материал, однозначно трактуемый в большинстве преподаваемых в школе вариантов курса информатики и ИКТ.

Работа содержала как задания базового уровня сложности, проверяющие знания и умения, предусмотренные требованиями базового уровня освоения основной образовательной программы, так и задания повышенного и высокого уровней сложности, проверяющие знания и умения, предусмотренные требованиями профильного уровня. Структура экзаменационной работы обеспечивала оптимальный баланс заданий разных типов и разновидностей, трёх уровней сложности, проверяющих знания и умения на трёх различных уровнях: воспроизведения, применения в стандартной ситуации, применения в новой ситуации. Проверка практических навыков решения учебных задач с помощью компьютера обеспечивалась набором заданий, для выполнения которых экзаменуемому необходимо воспользоваться редактором электронных (динамических) таблиц, текстовым редактором или средой программирования на одном из универсальных языков программирования высокого уровня.

В 2021 г. ЕГЭ по информатике и ИКТ проводился в компьютерной форме, были включены задания на практическое программирование (составление и отладка программы в выбранной участником среде программирования), работу с электронными таблицами и информационный поиск. Таких заданий в работе 9, т.е. треть от общего количества заданий.

Остальные 18 заданий сохраняли глубокую преемственность с КИМ ЕГЭ прошлых лет (экзамена в бланковой форме). При этом они были адаптированы к новым условиям сдачи экзамена.

Так, например, задание 6 КИМ 2021 г. являлось преемником задания 8 модели КИМ предыдущих лет. В заданиях этой линии нужно было выполнить фрагмент программы вручную, что в условиях доступности компьютера со средами программирования делает задание тривиальным. Поэтому при сохранении тематики задания была скорректирована постановка вопроса в сторону анализа соответствия исходных данных программы заданному результату её работы. Многие задания КИМ прошлых лет убраны, например, задача 23 на логические уравнения (1, 7, 12, 17, 19, 21, 23, 24 и 25 в старой нумерации). Задание 26 по теории игр превратилось в три задания 19, 20 и 21

Добавлены новые практические задания, которых не было в КИМ предыдущих лет (задания 10, 18 и 26 нового КИМ). Новое задание 18 – двумерная задача на динамическое программирование.

При выполнении некоторых заданий (9, 10, 18, 24, 26, 27) используются дополнительные файлы, входящие в КИМ.

В отличие от бланковой модели экзамена, в 2021 г. выполнение заданий по программированию допускалось на языках программирования (семействах языков) С++, Java, C#, Pascal, Python, Школьный алгоритмический язык. Из примеров фрагментов кода в заданиях в связи с невостребованностью были исключены примеры на языке программирования Бейсик.

Анализируя средний результат выполнения заданий экзаменационной работы по содержательным разделам школьного курса информатики и ИКТ, можно отметить, что средний % выполнения заданий по разделу «Информация и её кодирование» составил 62,08%; по разделу «Моделирование и компьютерный эксперимент» 83,58%; по разделу «Системы счисления» 47,12%; по разделу «Логика и алгоритмы» 50,92%; по разделу «Элементы теории алгоритмов» 47,3%, по разделу «Программирование» 71,53%, по разделу «Обработка числовой информации» 62,5%, по разделу «Технологии поиска и хранения информации» 64,57%.

При анализе результатов выполнения групп заданий, направленных на оценку различных способов действий, формируемых в процессе обучения информатике и ИКТ, выделяют следующие умения:

умение представлять и анализировать табличную информацию в виде графиков и диаграмм (9, 18);

умение строить информационные модели объектов, систем и процессов в виде алгоритмов (5, 12, 14, 15, 16, 19, 20, 21, 23, 24, 25, 26, 27);

умение читать и отлаживать программы на языке программирования (6, 22);

умение создавать программы на языке программирования по их описанию (17);

умение строить модели объектов, систем и процессов в виде таблицы истинности для логического высказывания (2);

умение вычислять логическое значение сложного высказывания по известным значениям элементарных высказываний (15);

умение использовать готовые модели, оценивать их соответствие реальному объекту и целям моделирования (13);

умение интерпретировать результаты, получаемые в ходе моделирования реальных процессов (1, 4);

оценивать объём памяти, необходимый для хранения информации (8, 11);

оценивать скорость передачи и обработки информации (7);

умение осуществлять поиск и отбор информации (10);

умение создавать и использовать структуры хранения данных (3).

Результаты выпускников по умению представлять и считывать данные в разных типах информационных моделей (схемы, карты, таблицы, графики и формулы) стали лучше (процент выполняемости задания 1 в 2021 году 90,45%, в 2020 году 85,74% (было задание 3). Улучшились результаты выполнения заданий на формирование умения кодировать и декодировать информацию (процент выполняемости задания 4 в 2021 году составил 88,74%, в 2020 году 75,63% (было задание 5)). Успешно выполнили выпускники задания на формирование умения анализировать результат исполнения алгоритма (12) (процент выполняемости 72,38% в 2021 году, в 2020 году – 54,83% (было задание 14)); задания на формирование умения анализировать алгоритм, содержащий ветвление и цикл (22) (процент выполняемости 75,79% в 2021 году, в 2020 году – 33,88% (было задание 20)); задания на знание позиционных систем счисления (процент выполняемости 47,12% в 2021 году, в 2020 году – 43,09% (было задание 16)); задание на вычисление рекуррентных выражений (процент выполняемости в 2021 году 63,09%, в 2020 году – 59,73%)). На том же уровне остались результаты по формированию умений исполнить алгоритм, записанный на естественном языке, или умения создавать линейный алгоритм для формального исполнителя с ограниченным набором команд; умений определять объём памяти, необходимый для хранения графической и звуковой информации.

Заметно ниже стали результаты по умению строить таблицы истинности и логические схемы (процент выполняемости задания 2 в 2021 году составил 74,08%, в 2020 году 79,2%); на знание технологии хранения, поиска и сортировки информации в реляционных базах данных (процент выполняемости в 2021 году составил 60,86%, в 2020 году 86,92%); по умению подсчитывать информационный объём сообщения (процент выполняемости в 2021 году 41,36%, в 2020 году 68,8%); по умению создавать собственные программы для анализа числовых последовательностей (процент выполнения в 2021 году 5,37%, в 2020 году 20,33%).

При анализе результатов выполнения работы по группам заданий разных уровней сложности можно отметить, что средний процент выполнения заданий базового уровня сложности составил 73,38%, заданий повышенного уровня сложности − 58,13%, высокого уровня − 15,99%. Таким образом, учащиеся всех групп, кроме тех, кто не преодолел минимальный балл, хорошо справляются с заданиями базового уровня. С заданиями повышенного уровня успешно справляются выпускники, получившие от 61 балла до 80 баллов и от 81 до 100 баллов. Задания высокого уровня сложности выполнили верно более половины выпускников, получивших от 81 до 100 баллов.

Как и в 2020 году, участники экзамена демонстрируют высокую степень овладения базовыми знаниями и умениями. Это такие проверяемые элементы, как: умение представлять и считывать данные в разных типах информационных моделей (схемы, карты, таблицы, графики и формулы); умение кодировать и декодировать информацию; знание основных конструкций языка программирования, понятия переменной, оператора присваивания; умение обрабатывать числовую информацию в электронных таблицах. Заметим, что все задания 1–10 выполнены с превышением 50% успешности. Трудности в группе не преодолевших минимальный балл были при выполнении всех заданий 1-10. Процент участников, выполнивших эти задания, ниже 50%, в частности с заданием 5 справились 8,16%, а с заданиями 7, 8 соответственно 0%, 4,08%. Задания 7,8 базового уровня вызвали затруднения и у выпускников, набравших баллы от минимального до 60 б. При этом процент выполнения заданий 1-10 в этой группе ниже среднего процента выполнения соответствующих заданий по региону.

Среди заданий повышенного уровня сложности наиболее успешно были выполнены задания 12, 13, 17, 19, 20, 21, 22. Процент выполнения по этим заданиям выше 50%. Трудности у выпускников вызвали задания 11, 14, 15, 18, 23.

Среди заданий высокого уровня сложности наиболее успешно выполнено задание 25 (процент выполнения 31,79%). Остальные задания оказались трудными. В группе выпускников, получивших от 61 до 80 баллов, задание 24 на составление программы для обработки символьной информации выполнили 4,12% участников экзамена; задание 26 на умение обрабатывать целочисленную информацию с использованием сортировки выполнили 11,51% участников экзамена; задание 27 на умение создавать программы для анализа числовых последовательностей выполнили 1,72% участников экзамена.

Исходя из общепринятых норм, содержательный элемент или умение считается усвоенным, если средний процент выполнения соответствующей им группы заданий с кратким или развернутым ответом превышает 50%. По результатам выполнения групп заданий, проверяющих одинаковые элементы содержания и требующие для их выполнения одинаковых умений, можно говорить об усвоении элементов содержания и умений:

- знание основных конструкций языка программирования, понятия переменной, оператора присваивания;

- умение определять объём памяти, необходимый для хранения графической и звуковой информации;

- умение анализировать результат исполнения алгоритма;

- знание о методах измерения количества информации;

- умение обрабатывать числовую информацию в электронных таблицах;

- умение выполнять информационный поиск средствами операционной системы или текстового процессора;

- умение анализировать результат исполнения алгоритма;

- умение представлять и считывать данные в разных типах информационных моделей (схемы, карты, таблицы, графики и формулы);

- умение выполнять вычисление рекуррентных выражений;

- умение создавать собственные программы (20–40 строк) для обработки целочисленной информации;

- умение анализировать алгоритм логической игры;

- умение найти выигрышную стратегию игры;

- умение построить дерево игры по заданному алгоритму и найти выигрышную стратегию;

- умение анализировать алгоритм, содержащий ветвление и цикл;

К дефицитам (проблемные зоны) можно отнести следующие группы умений:

- знание о технологии хранения, поиска и сортировки информации в реляционных базах данных;

- умение подсчитывать информационный объём сообщения;

- знание позиционных систем счисления;

- знание основных понятий и законов математической логики.

Рассмотрим основные результаты выполнения групп заданий, проверяющих различные способы действий.

Из заданий базового уровня сложными для участников ЕГЭ в группе не преодолевших минимальный балл и в группе участников, набравших от 0 до 60 баллов, оказались задания 2,7,9:

Задание №2 на проверку умения строить и понимать таблицы истинности и логические схемы в целом выполнено неплохо, средний процент составил 76,62%, что выше, чем в среднем по области (74,08%), однако тема «Логические операции» сложна для понимания, поэтому процент выполнения задания базового уровня сложности в группе не преодолевших минимальный балл составил только 0%. В группе участников ЕГЭ от минимального до 60 баллов – 58,33%, в группе от 61 до 80 баллов – 88,24%, в группе от 81 до 100 баллов – 100%.

Формулировка задания:

Миша заполнял таблицу истинности функции

(z → (x ≡ w)) \/ (y → w), но успел заполнить лишь фрагмент из трёх различных её строк, даже не указав, какому столбцу таблицы соответствует каждая из переменных w, x, y, z.

Определите, какому столбцу таблицы соответствует каждая из переменных w, x, y, z.

Комментарий. Можно отметить, что для выполнения задания необходимо знать базовые логические операции и уметь составлять таблицы истинности. Наличие ошибок свидетельствует о серьёзных пробелах при изучении логических операций.

Типичные содержательные ошибки испытуемых:

Незнание таблиц истинности логических функций; неумение выполнять преобразования логических выражений.

Причины неверного выполнения такого рода заданий – пробелы в знаниях о логических операциях, о правилах преобразования выражений, содержащих логические функции.

Задание №7. При выполнении задания №7 на определение количества цветов в палитре изображения, средний процент выполнения составил 54,55%. В группе участников ЕГЭ, не набравших минимального количества баллов, это задание не выполнил ни один участник – 0,00%; от минимального до 60 баллов – 16,67%, в группе от 61 до 80 баллов – 67,65%. Все выпускники, набравшие от 81 до 100 баллов, успешно выполнили это задание. Т.е. результаты выполнения этого задания ниже, чем по области: ниже среднего процента выполнения задания (59,03%) и ниже среднего по двум группам участников экзамена: получивших от минимального балла до 60 (29,74%), получивших от 61 до 80 баллов (76,98%).

Формулировка задания:

Для хранения растрового изображения размером 330 × 512 пикселей отведено не более 220 Кбайт памяти без учёта размера заголовка файла. Для кодирования цвета каждого пикселя используется одинаковое количество бит, коды пикселей записываются в файл один за другим без промежутков. Какое максимальное количество цветов можно использовать в палитре изображения?

При выполнении такого рода заданий экзаменуемые, как правило, легко справляются с первым подготовительным шагом – определением максимального количества двоичных разрядов, которое можно отвести для кодирования одного пикселя, хотя иногда допускают элементарные арифметические ошибки при умножении/делении чисел, являющихся степенями двойки, оценивании значения простой дроби, определении количества битов в Кбайте (Мбайте).

Типичная содержательная ошибка испытуемых – путают количество двоичных разрядов (битов), минимально необходимое для хранения целочисленных значений из заданного диапазона (палитры), с количеством этих значений.

Причина неверного выполнения такого рода заданий – пробелы в знаниях о принципах кодирования графической информации в памяти компьютера.

Задание №9. При выполнении задания №9 на нахождение разности между средними значениями среднесуточной температуры воздуха за определенный период, средний процент выполнения составил 75,32%. В группе участников ЕГЭ, не набравших минимального количества баллов, это задание не выполнил ни один участник – 0,00%; от минимального до 60 баллов – 58,33%, в группе от 61 до 80 баллов – 88,24%. В группе выпускников, набравших от 81 до 100 баллов, процент выполнения составил 93,3%. Т.е. результаты выполнения этого задания ниже, чем по области: ниже среднего процента выполнения задания (80,37%) и ниже среднего по двум группам участников экзамена: не преодолевших минимальный балл (32,65%), получивших от минимального балла до 60 (73,23%), получивших от 81 до 100 баллов (96,13%).

Формулировка задания:

Откройте файл электронной таблицы, содержащей вещественные числа – результаты метеорологических измерений в течение первого полугодия 2019 года. Найдите разность между средними значениями среднесуточной температуры (°С) воздуха в мае и феврале, используя данные, представленные в таблице.

В ответе запишите только целую часть получившегося числа.

Типичная содержательная ошибка испытуемых – неумение записать формулы для вычисления среднего значения, разности; неправильное указание аргументов встроенной функции.

Причина неверного выполнения такого рода заданий – пробелы в знаниях об основных понятиях электронной таблицы, об алгоритмах работы со встроенными функциями электронной таблицы.

В заданиях повышенного уровня сложности затруднения традиционно вызывают задания на знание позиционных систем счисления, знание основных понятий и законов математической логики, умение обрабатывать вещественные выражения в электронных таблицах.

Задание №15. При выполнении задания №15 на знание основных понятий и законов алгебры логики, средний процент выполнения составил 36,36%. В группе участников ЕГЭ, не набравших минимального количества баллов, это задание не выполнил ни один участник – 0,00%; от минимального до 60 баллов – 8,33%, в группе от 61 до 80 баллов – 44,12%. В группе выпускников, набравших от 81 до 100 баллов, процент выполнения составил 73,3%. Результаты выполнения этого задания на уровне средних по области.

Формулировка задания:

На числовой прямой даны два отрезка: B = [15; 40] и C = [21; 63]. Укажите наименьшую возможную длину такого отрезка A, для которого логическое выражение

( (x ∈ B)) → (((x ∈ C) /\ (x ∈ A)) → (x ∈ B))

истинно (т.е. принимает значение 1) при любом значении переменной х.

Типичные содержательные ошибки испытуемых:

Незнание таблиц истинности логических функций; неумение выполнять преобразования логических выражений.

Таким образом, проведение ЕГЭ по информатике и ИКТ в компьютерной форме, увеличение количества заданий по разделам «Элементы теории алгоритмов», «Программирование», включение заданий на практическое программирование (составление и отладка программы в выбранной участником среде программирования), работу с электронными таблицами и информационный поиск, безусловно, оказало влияние как на организацию процесса подготовки выпускников к экзамену, так и на его результаты.

Например, на уменьшение среднего процента выполняемости заданий по разделу «Обработка числовой информации». Для выполнения задания 9 базового уровня сложности с использованием электронной таблицы необходима сформированность базовых навыков работы с электронными таблицами, в частности, применение арифметических функций к заданным диапазонам ячеек. Задание 16 повышенного уровня сложности на вычисление значения рекуррентной функции может быть выполнено участником экзамена как с помощью редактора электронных таблиц, так и с помощью составления рекурсивной программы в стиле задания 11 ЕГЭ 2020 г. Задание 18 повышенного уровня сложности, проверяющее умение составить и выполнить алгоритм. Для выполнения этого задания следует сформулировать и реализовать алгоритм пошагового перебора маршрутов с учетом текущих значений минимальной и максимальной сумм. Это задание также может быть выполнено как в редакторе электронных таблиц, так и с помощью составления программы. Ситуация выбора инструмента для решения задачи для выпускника может оказаться непростой. Т.е. сложность заданий по этому разделу стала заметно выше и требует наличия у выпускника практических навыков работы с инструментами электронной таблицы.

Выводы об итогах анализа выполнения заданий, групп заданий по проверяемым элементам содержания

Перечень элементов содержания/умений и видов деятельности, усвоение которых всеми школьниками региона в целом можно считать достаточным.

Результаты выполнения восьми заданий: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10 можно считать достаточными (соответствуют планируемому результату, средний процент выполнения более 60%), т.е. на базовом уровне усвоены:

- умение представлять и считывать данные в разных типах информационных моделей (схемы, карты, таблицы, графики и формулы) (1);

- умение строить таблицы истинности и логические схемы (2);

- знание о технологии хранения, поиска и сортировки информации в реляционных базах данных (3);

- умение кодировать и декодировать информацию (4);

- формальное исполнение алгоритма, записанного на естественном языке или умение создавать линейный алгоритм для формального исполнителя с ограниченным набором команд (5);

- знание основных конструкций языка программирования, понятия переменной, оператора присваивания (6);

- умение обрабатывать числовую информацию в электронных таблицах (9);

- умение выполнять информационный поиск средствами операционной системы или текстового процессора (10);

Результаты выполнения заданий повышенного уровня: 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 можно считать достаточными (соответствуют планируемому результату, средний процент выполнения более 40%), т.е. на повышенном уровне усвоены:

- умение подсчитывать информационный объем сообщения (11);

- умение анализировать результат исполнения алгоритма (12, 23);

- умение представлять и считывать данные в разных типах информационных моделей (схемы, карты, таблицы, графики и формулы) (13);

- знание позиционных систем счисления (14);

- вычисление рекуррентных выражений (16);

- умение создавать собственные программы (20–40 строк) для обработки целочисленной информации (17);

- умение обрабатывать вещественные выражения в электронных таблицах (18);

- умение анализировать алгоритм логической игры (19);

- умение найти выигрышную стратегию игры (20);

- умение построить дерево игры по заданному алгоритму и найти выигрышную стратегию (21);

- умение анализировать алгоритм, содержащий ветвление и цикл (22).

Результаты выполнения задания высокого уровня: 15 можно считать достаточными (соответствуют планируемому результату, средний процент выполнения более 20%), т.е. на высоком уровне усвоены:

- умение создавать собственные программы (10–20 строк) для обработки целочисленной информации (25);

Перечень элементов содержания/умений и видов деятельности, усвоение которых всеми школьниками региона в целом нельзя считать достаточным (проблемные зоны).

Трудности у выпускников вызвали следующие задания повышенного уровня (результаты выполнения этих заданий нельзя считать достаточными) 7, 8 т.е. на повышенном уровне недостаточно сформированы умения:

- умение определять объём памяти, необходимый для хранения графической и звуковой информации (7);

- знание о методах измерения количества информации (8).

Результаты выполнения заданий высокого уровня сложности: 24, 26, 27 нельзя считать достаточными (не соответствуют планируемому результату, средний процент выполнения менее 20%), т.е. на высоком уровне недостаточно сформированы умения:

умение создавать собственные программы (10–20 строк) для обработки символьной информации (24);

умение обрабатывать целочисленную информацию с использованием сортировки (26);

умение создавать собственные программы (10–20 строк) для анализа числовых последовательностей (27).

Выпускники с разным уровнем подготовки имеют разные проблемы в освоении как способов действий, так и элементов содержания. Поэтому приоритетным направлением совершенствования процесса обучения информатике и ИКТ является использование педагогических технологий, позволяющих обеспечить дифференцированный подход к обучению.

Рекомендации по совершенствованию методики преподавания учебного предмета «Информатика и ИКТ» на основе выявленных «проблемных зон» и типичных затруднений в освоении обучающимися элементов содержания / умений и видов деятельности

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 77; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!