CC BY
20
"Educational bulletin "Consciousness" /"Образовательный вестник "Сознание"
УДК 378.14.015.62:54
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6846-2019-21-7-19-25
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЕГЭ ПО ХИМИИ И УСПЕВАЕМОСТИ В ВУЗЕ ПО ХИМИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ НА ФАКУЛЬТЕТАХ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ И МЕДИЦИНСКОЙ БИОХИМИИ
Айвазова1 Е.А., Ушакова1 Н.Я., Патронова2 Н.Н., Варакина1 Ж.Л.
1ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет», г. Архангельск, Российская Федерация 2ФГАОУ ВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова», г. Архангельск, Российская Федерация
COMPARATIVE ASSESSMENT OF USE RESULTS IN CHEMISTRY AND ACADEMIC PERFORMANCE IN CHEMICAL DISCIPLINES AT THE FACULTIES OF PHARMACEUTICAL AND MEDICAL BIOCHEMISTRY
Ayvazova1 E.A., Ushakova1 N.Y., Patronova2 N.N., Varakina1 Zh.L.
1 Northern state medical university, Arkhangelsk, Russian Federation 2Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov, Arkhangelsk, Russian Federation
Аннотация. В статье представлены результаты статистического исследования соответствия балла ЕГЭ по химии выпускников школ разных лет выпусков, обучающихся в настоящее время в СГМУ по специальностям «Фармация» и «Медицинская биохимия», и их успеваемостью по дисциплинам химического профиля. Исследована зависимость результата первого экзамена по химии в ВУЗе от величины «балл ЕГЭ», а также зависимость результатов каждого последующего экзамена по дисциплинам химического профиля от предыдущего. Ключевые слова: химия, единый государственный экзамен, студенты, сравнительная оценка. Annotation. Article presents the results of a statistical study of the exam score compliance in chemistry of different years school graduates currently enrolled in the NSMU on specialties «Pharmacy» and «Medical biochemistry», and their academic performance in the disciplines of chemical profile. The dependence of the first exam result in chemistry at the University on the value of «exam score», as well as the relationship between the results of each subsequent exam in the chemical disciplines and previous one. Key words: chemistry, unified state exam, students, comparative assessment.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК [1] Айвазова Е.А. Соответствие оценки ЕГЭ по химии и успеваемости в ВУЗе по химическим дисциплинам студентов, обучающихся по специальности «Медицинская биохимия» / Е.А. Айвазова, Н.Я. Ушакова // Материалы XXIII межрегиональной учебно-методической конференции «Основные направления обеспечения качества профессионального образования», Архангельск, 2018. С. 6-10. [2] Айвазова Е.А. Соответствие базового уровня по химии успеваемости по дисциплинам химического профиля студентов, обучающихся по специальности «Фармация» / Е.А. Айвазова, Н.Я. Ушакова, Н.Н. Патронова // Материалы XXIV межрегиональной учебно-методической конференции «Основные направления обеспечения качества REFERENCES [1] Ayvazova E.A., Ushakova N.Y. Conformity USE assessment exam in chemistry and academic performance in high School in chemical disciplines of students enrolled in the specialty «Medical biochemistry» // Materialy XXIII mezhregionaPnoi ychebno-metodicheskoi kon-ferentsii «Osnovnye napravleniya obespeche-niya kachestva professionaPnogo obra-zovaniya», Arkhangelsk, 2018. pp. 6-10. (in Russian) [2] Ayvazova E.A., Ushakova N.Y., Patronova N.N. Compliance of the chemistry basic level with performance in the disciplines of chemical profile of students enrolled in the specialty «Pharmacy» // Materialy XXIV mezhregionaPnoi ychebno-metodicheskoi konferentsii «Osnovnye napravleniya obespecheniya kachestva
"Educational bulletin "Consciousness" /"Образовательный вестник "Сознание"
профессионального образования», Архангельск, 2019. С. 8-11.
[3] Сидоренко Е.В. Методы математической обработки в психологии. СПб.: ООО «Речь», 2000. 350 с.
[4] Наследов А.Н. 31 IBM SPSS Statistics 20 и AMOS: профессиональный статистический анализ данных. СПб.: Питер, 2013. 416 с.
[5] Хорунжий В.В. Сравнительный анализ результатов ЕГЭ по химии и тестирования первокурсников на исходный уровень знаний /
B.В. Хорунжий, С.Н. Львов, Д.А. Земляной // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 4 (1).
C. 304-307.
professionarnogo obrazovaniya», Arkhangelsk, 2019. pp. 8-11. (in Russian)
[3] Sidorenko E.V. Methods of mathematical processing in psychology. SPb.: OOO «Speech», 2000. 350 p. (in Russian)
[4] Nasledov A.N. 31 IBM SPSS Statistics 20 u AMOS: professional statistical data analysis. SPb.: Piter, 2013. 416 p. (in Russian)
[5] Khorynzhii V.V. Comparative analysis of the USE results in chemistry and testing first-year students at the initial level of knowledge // Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh I fyn-damentaPnykh issledovanii. 2016, no. 4 (1). pp. 304-307. (in Russian)
В настоящее время среди преподавателей Вузов существует мнение, что за последние годы снижается базовый уровень абитуриентов, что создаёт большие трудности в преподавании дисциплин, особенно дисциплин естественно-научного цикла, что, в свою очередь, существенно снижает качество обучения [5].
Кроме того, многие медицинские Вузы вводят специальности «Фармация» и «Медицинская биохимия», в учебном плане которых дисциплины естественно-научного цикла (в частности, химия) занимают весомое место и изучаются на протяжении 8-11 семестров. В связи с тем, что фармацевт и врач клинической лабораторной диагностики - это, в первую очередь, химики, поэтому предполагается, что абитуриенты, выбравшие специальности «Фармация» и «Медицинская биохимия», имеют хороший базовый уровень по химии.
В качестве объекта исследования были выбраны студенты специальностей «Медицинская биохимия» и «Фармация» Северного государственного медицинского университета (СГМУ), поскольку химия, как дисциплина, изучается студентами данных специальностей с первого по девятый («Фармация») и одиннадцатый семестры («Медицинская биохимия»).
В учебном плане специальности «Медицинская биохимия» в СГМУ представлены следующие дисциплины химического профиля: «неорганическая химия» (180 час, экзамен в 1-ом семестре); «органическая химия» (216 час, экзамен в 3-ем семестре); «физическая химия» (180 час, экзамен в 4-ом семестре); «общая биохимия» (360 час, экзамен в 6-ом семестре); «медицинская биохимия (396 час, экзамен в 10-ом семестре).
Учебный план по специальности «Фармация» включает следующие дисциплины химического профиля: общая и неорганическая химия (216 час, экзамен во 2-ом семестре); органическая химия (216 час, экзамен в 4-ом семестре); аналитическая химия я (396 час, экзамен в 4-ом семестре); физическая и коллоидная химия (396 час, экзамен в 5-ом семестре); биологическая химия (216 час, экзамен в 5-ом семестре); токсикологическая химия (216 час, экзамен в 8-ом семестре); фармацевтическая химия (694 час, экзамен в 9-ом семестре).
Нами были проанализированы результаты ЕГЭ по химии и результаты успеваемости по химическим дисциплинам 98 студентов шести курсов 2012-2017 годов поступления, обучающихся в настоящее время по специальности «Медицинская биохимия», и 82 студентов пяти курсов 2014-2018 годов поступления, обучающихся в настоящее время по специальности «Фармация» в СГМУ (табл. 1).
Таблица 1
Распределение студентов по курсам (абс.)
Специальность «Медицинская биохимия»
6 курс 5 курс 4 курс 3 курс 2 курс 1 курс
Год поступления 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Число студентов 13 17 13 15 20 20
Специальность «Фармация»
- 5 курс 4 курс 3 курс 2 курс 1 курс
Год поступления - 2014 2015 2016 2017 2018
Число студентов - 12 18 12 19 21
В рамках исследования были определены следующие этапы:
• проверялась гипотеза о том, что абитуриенты, поступившие на 1-ый курс, имеют уровень подготовки по химии «средний» или «выше среднего»;
• решалась задача о выявлении различий в уровне подготовки по химии поступивших абитуриентов (по каждой специальности отдельно);
• исследовалась зависимость результата первого экзамена по химии в ВУЗе («экзамен 1») от величины «балл ЕГЭ», а также зависимость результата каждого последующего экзамена по химии от предыдущего;
• проверялась гипотеза о том, что от курса к курсу уровень усвоения дисциплин химического цикла улучшается.
При анализе результатов были использованы следующие методы статистического анализа: одновыборочный параметрический критерий Стьюдента, однофакторный дисперсионный анализ, непараметрические критерии сравнения для независимых выборок (Манна-Уитни, Крускалла-Уоллеса), коэффициент ранговой корреляции Спирмена, шкала Чеддока, критерий Вилкоксона и критерий знаков [3, 4].
При проверке первой гипотезы были проанализированы баллы ЕГЭ по химии 98 абитуриентов, обучающихся по специальности «Медицинская биохимия», средний балл которых составил 66,41 (стандартное отклонение а=11,62) и 82 абитуриентов, обучающихся по специальности «Фармация», средний балл которых составил 62,93 (стандартное отклонение а=12,092).
В связи с тем, что нет общепринятого (общегосударственного) эталонного значения для среднего уровня подготовки по химии, как, собственно, и по другим дисциплинам среднего образования, нами было принято решение взять в качестве данного значения величину в диапазоне от 50 до 70.
Если принять в качестве эталонного значения среднего уровня 50 баллов, то обнаруживается значимое отличие эмпирических средних (66,41 и 62,93 баллов) в лучшую сторону от «эталонного уровня» (уровень значимости р <0,001 для каждой специальности).
К аналогичному выводу мы пришли и в том случае, если в качестве эталонного среднего уровня принять 60 баллов.
При эталонном среднем уровне 70 баллов обнаруживается значимое отличие эмпирических средних (66,41 и 62,93) от «эталонного уровня» в худшую сторону и для той, и для другой специальности (уровень значимости р=0,003 и р <0,001).
Анализ сравнения средних показал, что средний балл ЕГЭ по химии поступивших абитуриентов для обеих специальностей значимо не отличается от 65 баллов (уровень значимости р=0,233 и р=0,124). При значениях ниже 65 баллов обнаруживаются уже значимые различия.
При анализе средних значений были получены следующие результаты:
• Для специальности «Медицинская биохимия» распределение величины «балл ЕГЭ» значимо не отличается от нормального со средним значением 66,41 и стандартным отклонением о=11,62 (уровень значимости р=0,848), что позволяет констатировать, что у 67% студентов балл ЕГЭ заключен в интервале (54,79 - 78,03).
"Educationalbulletin "Consciousness"/"Образовательный вестник "Сознание"
• Для специальности «Фармация» распределение величины «балл ЕГЭ» значимо не отличается от нормального со средним значением 62,93 и стандартным отклонением о=12,092 (уровень значимости р=0,843), что позволяет констатировать, что у 67% студентов балл ЕГЭ заключен в интервале (50,84 - 75,02).
С целью выявления различий в уровне подготовки по химии поступивших абитуриентов мы сравнили «средние баллы ЕГЭ» по всем курсам в совокупности и попарно по курсам (т.е. в зависимости от года поступления) (табл. 2).
Таблица 2
Результаты попарного сравнения
Специальность «Мед ицинская биохимия»
Курс год поступл. 6 курс 2012 5 курс 2013 4 курс 2014 3 курс 2015 2 курс 2016 1 курс 2017
Средний балл ЕГЭ 63,46 66,12 68,08 68,87 64,95 67,10
Уровень значимости •• •• ••
р=0,506 р=0,659 р=0,807 р=0,278 р=0,575
Специальность «Фармация»
Курс год поступл. 5 курс 2014 4 курс 2015 3 курс 2016 2 курс 2017 1 курс 2018
Средний балл ЕГЭ 71,33 66,11 60,25 56,05 63,14
Уровень значимости •• •• •
р=0,289 р=0,127 р=0,330 р=0,025
Достоверность различий в средних баллах и уровне результатов ЕГЭ у абитуриентов разных лет поступления проверялась с помощью параметрических методов сравнения средних (критерий Стьюдента, однофакторный дисперсионный анализ) и непараметрических критериев сравнения для независимых выборок (критерий Манна-Уитни, критерий Крускалла-Уоллеса). Данные таблицы 2 (специальность «Медицинская биохимия») позволяют заключить, что во всех рассмотренных парах различие в средних баллах незначимо с соответствующим уровнем значимости р. Сравнение средних баллов ЕГЭ всех курсов в совокупности также показало, что среди них значимых различий нет (уровень значимости р=0,833).
Данные таблицы 2 (специальность «Фармация») свидетельствуют о том, что в рассмотренных (по годам поступления) парах «2014-2015 гг.», «2015-2016 гт.» и «2016-2017 гг.» средний балл ЕГЭ абитуриентов ежегодно уменьшается. Однако, различие по уровню результатов ЕГЭ у абитуриентов этих пар незначимо (с соответствующим уровнем значимости). Следует отметить, что абитуриенты, поступившие в 2017 году, имеют более низкий средний балл, чем абитуриенты 2018 г., и различие по уровню результатов ЕГЭ значимо (р=0,025). Сравнение же различий в уровне подготовки по химии поступивших абитуриентов всех курсов в совокупности показало, что значимые различия есть (уровень значимости р=0,011). Так, например, наблюдаются значимые различия в уровне результатов ЕГЭ абитуриентов 2014 и 2017 годов поступления (уровень значимости р=0,004) и абитуриентов 2015 и 2017 г.г. (р=0,018). У абитуриентов 2017 года уровень подготовки по химии оказался самым низким.
Исследование зависимости результата «экзамен 1» от величины «балл ЕГЭ», а также результатов каждого последующего экзамена по химии от предыдущего проводилось на основе анализа значений коэффициента ранговой корреляции Спирмена и их соответствующих уровней значимости (табл. 3).
Как следует из результатов, представленных в таблице 3 (специальность «Медицинская биохимия»), значение коэффициента корреляции результата «экзамен 1» и величины «балл ЕГЭ» г=0,454 (и соответствующий ему уровень значимости р<0,001) говорит о том, что коэффициент корреляции названных величин значимо отличается от нуля; наблюдается прямая связь, т.е. с повышением балла ЕГЭ повышается «в среднем» и оценка «экзамена 1», но данная связь умеренная (по шкале Чеддока). К аналогичному выводу мы пришли и при анализе зависимости результатов «экзамена 1» и «экзамена 2». Анализ корреляции результатов «экзамена 2» и «экзамена 3» говорит уже о наличии их высокой прямой связи. Однако, коэффициент корреляции результатов «экзамена 3» и «экзамена 4» (г=0,145) значимо не отличается от нуля (уровень значимости р=0,636), т.е. связь указанных результатов практически отсутствует или, другими словами, результат последнего экзамена значимо не зависит от предыдущего.
Таблица 3
Характеристика корреляции результатов экзаменов
Специальность «Медицинская биохимия»
балл ЕГЭ оценка оценка оценка оценка экз 1 экз 2 экз 3 экз 4
Коэффициент корреляции •• r=0,454 • r=0,495 • r=0,703 • r=0,145
Уровень значимости p<0,001 р <0,001 р <0,001 р=0,636
Тип связи умеренная умеренная высокая практически отсутствует
Специальность «Фармация»
балл оценка ЕГЭ экз 1 оценка оценка экз 2 экз 3 оценка оценка экз 4 экз 5 оценка оценка экз 6 экз 7
Коэффициент корреляции r=0,487 • r=0,634 r=0,839 •• r=0,660 • •• •
значимо не отличается от 0
Коэффициент корреляции р <0,001 р=0,041 р=0,005 р=0,003 р=0,285 р=0,317 р=0,096
Тип связи умеренная заметная высокая заметная практически отсутствует
Анализ результатов, представленных в таблице 3 (специальность «Фармация»), показывает, что наблюдается прямая связь (умеренная, заметная или высокая), т.е. с повышением балла ЕГЭ повышается «в среднем» и оценка каждого последующего экзамена по химии от своего предыдущего (для «экзаменов 1-2-3-4»). Тип связи определялся по шкале Чеддока. Иная картина наблюдается для остальных экзаменов. Коэффициенты корреляции для пар: «экзамен 5»-«экзамен 4», «экзамен 6»-«экзамен 5», «экзамен 7»-«экзамен 6» значимо не отличаются от нуля с уровнем значимости р, равным 0,285, 0,317, 0,096 соответственно, т.е. связь указанных результатов практически отсутствует или, другими словами, результаты каждого из «экзаменов 5-6-7» значимо не зависят от своего предыдущего.
На наш взгляд, наличие связи между результатами «экзаменов 1-2-3-4» можно объяснить тем, что существует преемственность дисциплин «Неорганическая химия», «Органическая химия», «Аналитическая химия», «Физическая химия», и каждая предыдущая из них является базовой для изучения следующей. У студентов в процессе изучения одной дисциплины накапливаются знания, необходимые для изучения следующей, что явилось главной причиной повышения уровня знаний, а, следовательно, и улучшения результата каждого последующего экзамена.
"Educational bulletin "Consciousness" / "Образовательный вестник "Сознание"
Отсутствие связи результатов «экзаменов 5-6-7» предположительно можно объяснить тем, что дисциплины «Биологическая химия», «Токсикологическая химия» и «Фармацевтическая химия» менее связаны друг с другом, поэтому базовый уровень по предыдущей дисциплине не оказывает существенного положительного влияния на процесс освоения последующей.
Проверка гипотезы о том, что от курса к курсу уровень усвоения дисциплин химического цикла улучшается, осуществлялась с помощью анализа таблиц сопряженностей, частотных диаграмм и непараметрических критериев для связных выборок: критерия Вилкоксона и критерия знаков. Данные критерии применялись при допущении, что величины: «экзамен 1», «экзамен 2», «экзамен 3» и «экзамен 4» являются одной и той же переменной с точки зрения химической составляющей (компетенции) на разных уровнях обучения.
На основе анализа полученных нами частотных распределений предыдущего исследования [1] можно сделать вывод о том, что большая часть студентов, обучающихся по специальности «Медицинская биохимия», сдавших экзамен 1 на оценку 3, 4 или 5, сдает следующий экзамен на такую же оценку. Сдвиги присутствуют и в лучшую и худшую сторону, но они признаются случайными (р=0,066 для критерия Вилкоксона и р=0,126 для критерия знаков). Аналогичную ситуацию мы видим для величин «экзамен 2» и «экзамен 3». Сдвиги так же признаются случайными (р=0,144 для критерия Вилкоксона и р=0,263 для критерия знаков).
Однако, для результатов «экзамена 3» и «экзамена 4» наблюдается другая и очень интересная ситуация: при высоком уровне значимости р=0,006 для критерия Вилкоксона и р=0,004 для критерия знаков принимается гипотеза о том, что результат экзамена 4 достоверно выше результата предыдущего экзамена. Аналогичные выводы получились и при применении критерия Пирсона для таблиц сопряженностей для рассматриваемых пар экзаменов.
Следует отметить, что статистический анализ [2], выполненный нами при проверке гипотезы о повышении уровня усвоения рассматриваемых дисциплин (специальность «Фармация»), не выявил определенной закономерности в сдвиге результатов от экзамена к экзамену (в отличие от предыдущего исследования [1]).
Так, мы не можем однозначно утверждать, что существует положительный сдвиг результатов «экзаменов 1-2», что признаётся критерием Вилкоксона (р=0,041), но по критерию знаков эти различия незначимы (р=0,096). Для «экзаменов 2-3» оба критерия признают значимость сдвига результатов в худшую сторону (р=0,005 и р=0,007), а для «экзаменов 3-4» - сдвиг в лучшую сторону (р=0,003 и р=0,004).
Для выявления сдвигов в результатах «экзаменов 5-6-7» критерии Вилкоксона и знаков применять уже некорректно. Эти дисциплины не имеют общей составляющей с точки зрения знаний по химии, и на экзаменах у студентов проверяется не одна и та же компетенция, что с точки зрения условий применения указанных методов означает, что измеряется не одно и тоже свойство у обследуемых объектов. В этом случае анализ нами проводился на основе таблиц сопряжённостей, но, как и в предыдущем случае, определённой закономерности в сдвиге результатов от экзамена к экзамену не выявлено.
Таким образом, на основании проведенного статистического исследования можно сделать следующие выводы:
• абитуриенты, поступившие на 1-ый курс и обучающиеся по специальностям «Медицинская биохимия» и «Фармация», имеют «средний» уровень подготовки по химии (эталонный средний уровень нами принят 65 баллов); и при этом уровень подготовки по химии в школе в последние годы не снижается;
• не выявлено различий в уровне подготовки по химии абитуриентов, поступивших в 2012 -2017 г.г. на специальность «Медицинская биохимия»;
• не выявлено значимых различий в уровне подготовки абитуриентов каждого года поступления (на специальность «Фармация») от предыдущего, но различия от предшествующих лет (более чем через год) существуют;
• для студентов, обучающихся по специальности «Медицинская биохимия», выявлена прямая связь результата первого экзамена по химии в ВУЗе («экзамен 1») от величины «балл ЕГЭ» и результатов каждого последующего экзамена по химии от предыдущего. Однако, для результатов двух последних экзаменов констатируется отсутствие корреляционной связи, но при этом результат экзамена 4 достоверно выше предыдущего;
• для студентов, обучающихся по специальности «Фармация», также выявлена прямая связь результата первого экзамена по химии в ВУЗе («экзамен 1») от величины «балл ЕГЭ» и результатов каждого последующего экзамена («экзамены 1-2-3-4»). Однако, для результатов трёх последних экзаменов «Биологическая химия», «Токсикологическая химия» и «Фармацевтическая химия» констатируется отсутствие корреляционной связи;
• для специальности «Медицинская биохимия» подтвердилась гипотеза о том, что от курса к курсу уровень усвоения дисциплин химического цикла улучшается; для специальности «Фармация» такой закономерности не обнаружено.
