CC BY
16
УДК 378: 378.146
ОСОБЕННОСТИ ТЕСТИРОВАНИЯ ПРИ ПОВЫШЕНИИ КВАЛИФИКАЦИИ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ НАУК О ЗЕМЛЕ
Майоров А.А., д.т.н. профессор, ректор, E-mail: miigaiknir@yandex.ru Шкуров Ф.В., к.т.н., E-mail: feodorsh@gmail.com МИИГАИК, Москва, Россия
Аннотация. В статье рассмотрен опыт тестирования слушателей курсов повышения квалификации в области наук о Земле. Особенностью курсов является ориентация на использование спутниковых приемников системы ГЛОНАСС. Показано, что тестирование делилось на закрытое и открытое. Открытое тестирование осуществлялось интерактивно в режиме он-лайн. открытое тестирование строится на применении виртуальной реальности. Открытое тестирование имеет два уровня. Первый уровень направлен на выработку правильных действий при решении простых задач. Второй уровень направлен на решение сложных задач и развитие творческих способностей. Показано, что оценка тестирования разных уровней осуществляется специалистами разной квалификации.
Ключевые слова. Науки о Земле, образование, спутниковые технологии, навигация, геодезия, геоинформатика, дистанционное зондирование, решение прикладных задач на основе ДДЗ.
FEATURES FOR TESTING TRAINING SPECIALISTS IN EARTH SCIENCES
Mayorov A.A., Dr.of Sci., prof., rector, E-mail: miigaiknir@yandex.ru Shkurov F.V., Ph.D., E-mail: feodorsh@gmail.com MIIGAIK, Moskow, Russia
Abstract. The paper describes the experience of testing students training in the field of earth sciences. The paper shows that the feature is the orientation course on the use of satellite receivers GLONASS. This article describes the testing was divided into indoor and outdoor. Open Testing performed b interactively online. Open test is based on the application of virtual reality. Open Testing has two levels. The first level is to establish a right of action in solving simple problems. The second level is aimed at solving complex problems and the development of creative abilities. It is shown that the evaluation of different levels of testing carried out by specialists of different qualifications.
Keywords. Earth science, education, satellite technology, navigation, geodesy, geoinformatics, remote sensing, decision applications based on satellite imagery.
В Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГаИК) за период 2011-2012 гг. был разработан комплекс учебно-методических пособий для курсов повышения квалификации специалистов по заданию «Роскосмоса». Методически организация курсов строилась по принципам андагогики [1]. С точки зрения междисциплинарных связей организация курсов строилась на интеграции наук о Земле на основе геоинформатики [2]. С информационной точки зрения организация курсов
строилась на основе создания информационных ресурсов [3] и извлечения знаний методами информатики и геоинформатики [4]. Концептуально курсы строились на основе пространственных отношений [5] и изучения геореференции [6, 7] как инструмента пространственного анализа.
Поскольку повышение квалификации рассчитано на специалистов, имеющих базовое образование и специальные знания, то в качестве основы обучения использовался игровой метод обучения [8]. При этом использовались следующие формы обучения: очная, очно-заочная, заочная с дистанционными формами обучения через Интернет, в интерактивном режиме [9].
Оценка результатов обучения при тестировании строилось по комплексному принципу [10]. Для упрощения процесса тестирования применялись оппозиционные (дихотомические) переменные [11]. При определении тестовых характеристики использовался коррелятивный подход [12]. Он выполнял две функции: исключал взаимозависимость между независимыми факторами и включал взаимозависимость при многоуровневом последовательном тестировании.
Процессы тестирования делились на две группы: интерактивные (он-лайн) и закрытые (офф-лайн). В основу он-лайн тестирования положено геоинформационное моделирование [13] и ситуационное моделирование [14].
При организации тестирования большое значение уделяется терминологии. Это обусловлено тем, что в последнее время довольно часто создают свои термины или применяют термины не по назначению [15]. Для правильного создания терминологической основы тестирования необходимо учитывать существующие в настоящее время терминологические отношения [16].
Основой интерактивного тестирования служили базовые учебно- методические средства (БУМС). Они делились на БУМС1 и БУМС2. Что соответствовало двум уровням тестирования.
БУМС1 применялись при изучении дисциплины «Подготовка специалистов в области кадастровой и землеустроительной деятельности со знанием GNSS систем». Цель дисциплины состояла в подготовке специалистов в области кадастровой и землеустроительной деятельности со знанием технологий спутниковых геодезических измерений. В ходе изучения
Ознакомление слушателей с технологиями определения координат спутниковым геодезическим обеспечением с использованием навигационных систем второго поколения: ГЛОНАСС (Россия) и GPS NAVSTAR (США). Обработка, анализ и оценка точности полученных результатов. Доминанта БУМС1 состояла в выработке навыков работы со спутниковыми приемниками безотносительно к решаемым задачам. На самом
деле решалась задача. Но она является самой простой и по существу сводится к изучению техники использования приемника.
Особенность тестирования состояла в применении виртуальной реальности (рис.1)
Рис.1. Моделирование виртуальной реальности при использовании БУМС1
Много сценарный виртуальный урок посвящен использованию спутниковой навигации при проведении кадастровых и землеустроительных работ. Фактически проводилось игровое обучение и игровое тестирование в виртуальном 3Б - пространстве.
Виртуальная реальность начинается с базового урока установка (горизонтирование) штатива (рис.2)
Центрирование и горизонтирование | Закрыть
Рис.2. визуальная модель, эмулирующая процедуру установки и горизонтирования штатива.
Зелеными стрелками показаны части штатива, с которыми в реальности работает оператор. С помощью мыши тестируемый выполняет виртуальные действия, адекватные
реальным действиям на местности. Он изменяет высоту штатива, путем изменения его «ног» (зеленые треугольники выше-ниже). Он горизонтирует штатив с помощью виртуального воздействия на соотвествующие винты (круговые стрелки влево вправо). Круглый уровень эмулирует горизонтирование по результату действий оператора и соответствует реальному уровню.
На следующем этапе осуществляются измерения в новой виртуальной реальности. Эта виртуальная реальность эмулирует местность (рис.3). В левой части экрана расположен план местности, полученный по аэрофотоснимку. В правой части экрана показания приемников. Первоначально производится установка базовой станции -базовый приемник в верхней части экрана справо.
В левой части экрана красным цветом показан спутниковый приемник, который можно перемещать и центрировать. Его координаты отражаются на эмуляции дисплея «базовый приемник». После установки базового приемника осуществляют работу с ровером.
•г ¡¿ен ±<г Qebug
Базовое учебио-методическое средство Использование спутниковой навигации при проведении кадастровых и землеустроительных работ
OíciSc-«« д»--»<
Рис.3 Виртуальная реальность местности и работ по перемещению приемника.
Его перемещают по местности и в соотвествии с положением приемника на местности (левая часть экрана) меняются координаты приемника (правая часть экрана, дисплей «приемник ровер»).
Базовое учебно-методическое средство «Использование спутниковой навигации при проведении кадастровых и землеустроительных работ» позволяет имитировать следующие виды работ:
• выбор места расположения базовой станции с учётом фактора снижения точности из-за наличия объектов на местности, препятствующих измерениям;
• центрирование и горизонтирование штатива;
• перемещение по застроенной местности с передвижным приёмником;
• работа с оборудованием:
• управление приёмниками;
• установление связи между контроллёром и приёмниками, между приёмниками;
• настройка и управление записью данных в режимах статика, стой-иди;
• проведение измерений в режиме кинематики в реальном времени;
• вынос в натуру и закрепление точек на местности;
• постобработка данных:
• скачка данных с приёмников;
• указание базовых станций и ввод координат;
• уравнивание и получение координат измеренных точек.
При этом виртуальная реальность сокращает на один - два порядка время, которое требуется для проведения подобных работ в реальных условиях. Это, прежде всего, связано с перемещением приемника по местности. Движением мыши приемник перемещается за секунды, в то время как в реальности требуются десятки минут или часы. При этом доминантой является правильная работа с приемником. Соответственно, тестирование направлено на оценку стандартных действий оператора и такое тестирование легко осуществляет специалист средней квалификации.
Второе базовое учебно-методическое средство «Использование ГЛОНАСС для решения задач геодезии и картографии» (БУМС2) является тестом второго уровня. Они используется при прохождении теста первого уровня на основе БУМС1
Основное предназначение БУМС2 — дать возможность выполнять практические работы и проводить тестирование результатов обучения с помощью программного обеспечения, моделирующего не только работу на оборудовании и процесс постобработки данных, но и окружающую среду.
Доминантой тестирования является проверка умения решать задачи в первую очередь и лишь во вторую умение работать с приемниками. Соответственно, тестирование направлено на оценку креативных действий оператора и такое тестирование осуществляет только специалист высокой квалификации.
Тестирование включает моделирование процессов полевых спутниковых наблюдений, выполняемых при обеспечении геодезической и картографической деятельности. Дополнительные учебные возможности в аспекте тестирования состоят в том, что БУМС2 позволяет создавать новые лабораторные работы не изменяя программное обеспечение по другим дисциплинам учебного комплекса (рис.4, рис.5).
Рис.4. Виртуальная реальность при картографировании автомобильных дорог с использованием спутниковых технологий ГЛОНАСС
На рис. 4 приведена модель местности с автодорогой, которую необходимо оцифровать с использованием спутниковых приемников. Особенность работы является возможность моделирования зон четкой и нечеткой связи (оппозиционные переменные) зон устойчивой и неустойчивой связи (коррелятивные переменные).
Рис.5. Возможности использования ГЛОНАСС GPS измерений на различных этапах изысканий и строительства
В рамках БУМС2 возможно тестирование умений слушателей при следующий ситуациях. Создание исходной основы для мониторинга объектов транспортной инфраструктуры. Создание каркасных и заполняющих сетей для позиционирования пунктов протяженных объектов. Мониторинг трубопроводов с использованием спутниковых технологий ГЛОНАСС (рис.6)
Рис.6. Виртуальная реальность мониторинга трубопроводов с использованием
спутниковых технологий ГЛОНАСС
Возможно тестирование при использовании аппаратуры ГЛОНАСС при съёмке подземных коммуникаций. В этом случае возникает необходимость создавать цифровые модели [17], что делает этот тест многоуровневым и комплексным [10].
Возможно тестирование решения задачи применения технологий ГЛОНАСС и GPS для съёмки шельфа и внутренних водоёмов. В рамках БУМС2 возможно тестирование умений слушателей по решению задачи развитие съемочного обоснования для целей инвентаризации земель и объектов недвижимости. Возможно тестирование по задачам: получение точных координат пункта в глобальной системе отсчета, характеристика объектов картографирования, привязанных к цифровой основе, созданной с использованием средств ГЛОНАСС (полевое обследование), создание условных знаков, нанесение на карту объектов навигационной информации машинно-ориентированный вывод информации и др.
В целом тестирование с помощью учебно-методического комплекса направлено на повышение компетенции слушателей курсов и выработки практических навыков в реальной практике. Как показал опыт применение виртуальной реальности при обучении и тестировании существенно повышало качество обучения.
Список литературы
1. Цветков В.Я. Особенности подготовки специалистов второго высшего образования // Дистанционное и виртуальное обучение. - 2013. - №3. -с.50-55.
2. Майоров А.А. Состояние и развитие геоинформатики // Международный научно-технический и производственный журнал «Науки о Земле». Выпуск 03-2012.- с.11-16.
3. Соловьёв И.В. Формирование интеллектуальных ресурсов в геоинформатике // Науки о Земле № 2-3, 2013 - с 76-79.
4. Иванников А.Д., Тихонов А.Н., Мордвинов В. А. Получение знаний методами
информатики и геоинформатики // Вестник Московского государственного областного университета. - 2012. - №3. - с 140-142.
5. Майоров А.А., Цветков В.Я. Геореференция как применение пространственных отношений в геоинформатике // Геодезия и аэрофотосъемка, - 2012.- №3. - с. 87 -89.
6. Цветков В.Я., Вознесенская М.Е. Геореференция как новый подход к информационному поиску // "Современные наукоёмкие технологии". - №1. - 2010. - c. 98100.
7. Цветков В.Я. Геореференция как инструмент анализа и получения знаний // Международный научно-технический и производственный журнал «Науки о Земле». 2011. — №2. с.63-65.
8. Майоров А.А., Соловьев И.В., Шкуров Ф.В., Купцов А.Б. Разработка модели требований к комплексу программно- технических средств обучения специалистов картографо-геодезического профиля методом компьютерной деловой игры // Геодезия и аэрофотосъемка. - 2008. - № 5. - С. 79-83.
9. Майоров А.А., Цветков В.Я. Виртуальное обучение при повышении
квалификации // Дистанционное и виртуальное обучение. - №9. - 2013. - с.4- 11
10. Пушкарева К.А. Комплексное оценивание результатов обучения. // Дистанционное и виртуальное обучение. - 2013. - №1. -с.99-103.
11. Цветков В.Я. Использование оппозиционных переменных для анализа качества образовательных услуг // Современные наукоёмкие технологии. - 2008. - №.1 - с. 62-64.
12. Viktor Ya. Tsvetkov. Framework of Correlative Analysis // European Researcher, 2012, Vol.(23), № 6-1, p.839- 844.
13. S. A. Kuja, I. V. Solovjev, V. Y. Tsvetkov System Elements Heterogeneity // European Researcher, 2013, Vol.(60), № 10-1 , p.2366- 2373
.14. Маркелов В.М. Геоинформационное ситуационное моделирование // Международный научно-технический и производственный журнал «НАУКИ О ЗЕМЛЕ». -№4-2012.- с.72-76.
15. Савиных В.П. О терминологии в области геодезии // Международный научно-технический и производственный журнал «НАУКИ О ЗЕМЛЕ». - №4-2012.- с34-36.
16. Цветков В.Я. Геомаркетинг: Прикладные задачи и методы - М.: Финансы и статистика, 2002 - 240с.
17. Цветков В.Я. Цифровые карты и цифровые модели // Геодезия и аэрофотосъемка. - 2000. - №2. - с.147-155
