Тестовый контроль в образовании

В IRT вводится представление о существовании взаимосвязи между наблюдаемыми результатами тестирования и латентными качествами испытуемых, такими как уровень учебных достижений по предмету на момент тестирования. В отличие от классической теории тестов, где индивидуальный балл тестируемого рассматривается как постоянное наблюдаемое число X_i,  в IRT латентный параметр трактуется как некоторая переменная (латентная переменная), начальное значение которой получается непосредственно из эмпирических данных тестирования (например, первичный балл). При этом латентные параметры (уровень подготовленности испытуемого θ_i и уровень трудности задания β_j) рассматриваются как результат взаимодействия двух множеств значений, порождающих наблюдаемые итоги выполнения теста. Элементами первого множества являются значения латентного параметра θ_i – уровня знаний N испытуемый: (i = 1, 2, ..., N). Второе множество образуют значения латентного параметра β_i, соответствующего разной трудности заданий теста (j = 1, 2, ..., n). На практике всегда ставится задача оценить по ответам испытуемых значения параметров θ и β. Для ее решения выбирается вид соотношения между этими параметрами (математическая модель).

Оказалось, что эмпирически наблюдаемые результаты X_i и соответствующие им латентные значения уровня подготовленности испытуемых θ_i связаны нелинейно. Переменный характер измеряемой величины трудности задания β_j также указывает на возможность последовательного приближения ее к объективным оценкам параметров при помощи итеративных методов в процессе апробации. Выбором математической модели установливается взаимосвязь между эмпирическими результатами тестирования и значениями латентных переменных: θ – уровень знаний испытуемых и β – уровень трудности задания.

Однопараметрическая модель датского математика Г. Раша (G. Rasch) устанавливает зависимость между уровнем подготовленности испытуемого (θ_i) и трудностью заданий (β_j) [248]. Он предложил ввести это соотношение в виде разности между параметром уровня знаний испытуемых и параметром трудности заданий теста: θ_i−β_j. При этом предполагается, что оба параметра оцениваются на одной и той же шкале логитов. Функция успеха, или вероятность правильного ответа Р_j(θ) при тестировании задается простой логистической моделью:

где параметром является разность (θ−β_j), абсолютная величина которой представляет в логитах расстояние между уровнем знаний данного испытуемого и уровнем трудности данного задания. Если эта разность велика и отрицательна, то такое трудное задание бесполезно для измерения уровня знаний данного тестируемого, в то же время если эта разность велика и положительна, то задание тоже не представляет интереса, оно неэффективно, так как такой уровень трудности данным тестируемым уже хорошо освоен.

Из логистической функции видно, что P_j(θ) растет с ростом параметра θ испытуемых, так как чем выше уровень знаний тестируемых, тем выше вероятность правильного ответа на–е задание теста. Взаимосвязь между этими параметрами хорошо просматривается по характеристической кривой–го задания теста, вид которой представлен на рис. 7. Точка перегиба соответствует равенству уровня знаний тестируемого и уровня трудности тестового задания, θ=β_j, вероятность правильного ответа при этом равна 0,5. Вероятность правильного ответа для хорошо подготовленных испытуемых стремится к 1, а для плохо подготовленных – к 0. Увеличение трудности задания на некоторую константу с > 0 смещает характеристическую кривую вправо, с прежней вероятностью на такое задание теперь сможет ответить тестируемый с другим уровнем знаний, равным (θ + с).

В однопараметрической модели вероятность правильного ответа на задания выражается посредством логистической функции, после введения которой симметрично возникла математическая модель, описывающая вероятность правильного ответа в зависимости от трудности заданий [196]. Аналогично по формуле рассчитывается вероятность Р_i(β) правильного ответа i – го испытуемого на разные по трудности задания теста:

Рис. 7. Характеристическая кривая тестового задания

Вероятность правильного выполнения i-м испытуемым будет убывающей функцией в зависимости от трудности заданий. График функции Р_i(β), или график индивидуальной кривой испытуемого, показан на рис. 8.

Рис. 8. Индивидуальная кривая испытуемого: а – теоретическая, уровень знаний 0,5; б – эмпирическая, уровень знаний 0,6

В точке перегиба кривой вероятность правильного ответа, как и на характеристической кривой задания, равна 0,5. В процессе обучения, по мере накопления знаний, индивидуальная кривая испытуемого смещается вправо.