CC BY
6УДК 004.415.533
И.Г. Проценко, А.Н. Бурнаев
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: [email protected]
ИНТЕГРАЦИЯ ФОНДА УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ И ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ В СИСТЕМУ КОМПЬЮТЕРНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ
Излагается подход к построению системы компьютерного тестирования - инструмента обучения и проверки качества знаний в процессе высшего образования как базовой составляющей подготовки специалистов и социально-экономического развития Камчатского края. Оптимизированная система формирования и хранения информационного массива вопросов и вариантов возможных ответов позволяет быстро и гибко создавать промежуточные и итоговые тесты по изучаемым дисциплинам. Приведены инфологиче-ская и даталогическая модели, и описан алгоритм работы системы.
Ключевые слова: тестирование, дисциплина, информационная модель, алгоритмы и web-приложения.
I.G. Protsenko, A.N. Burnaev
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatski/, 683003 e-mail: [email protected]
INTEGRATION OF TEACHING AND EVALUATION TOOLS FUND INTO COMPUTER TESTING SYSTEM
The approach to the construction of a computer testing system - a tool for teaching and testing the quality of knowledge in the process of higher education as a basic component of specialists training and socio-economic development of Kamchatka region is described. The optimized system of forming and storing information array of questions and possible answers allows to create intermediate and final tests in the studied disciplines quickly and flexibly. Infological and datalogical models are given and the algorithm of the system operation is described.
Key words: testing, discipline, information model, algorithms and web applications.
Процесс тестирования студентов является одним из способов оценивания полученных знаний учащихся. Педагогическое тестирование - это форма измерения знаний учащихся, основанная на применении педагогических тестов. Оно включает в себя подготовку качественных тестов, проведение тестирования и последующую обработку результатов, которая дает оценку знаниям тестируемых. Тест - это инструмент оценивания обученности учащихся, состоящий из системы тестовых заданий, стандартизованной процедуры проведения, обработки и анализа результатов [1]. В педагогической практике автоматизация тестирования может значительно упростить и ускорить процесс оценки знаний учащихся.
Автоматизация процесса педагогического тестирования имеет несколько преимуществ перед традиционными методами:
1. Сокращение времени проведения тестирования. Автоматизация тестирования позволяет сократить время на подготовку тестов и проведение тестирования, а также сократить время, затрачиваемое на обработку результатов [2].
2. Снижение затрат на проведение тестирования. Автоматизация процесса тестирования позволяет экономить на расходах на бумагу, копирование и печать тестов, а также на оплате труда сотрудников, занятых обработкой результатов [2].
3. Повышение точности и надежности результатов. При автоматизированном тестировании минимизируется вероятность ошибок при обработке результатов и исключается возможность влияния личного фактора на результаты тестирования [3].
4. Улучшение качества обучения. Автоматизация процесса педагогического тестирования позволяет учителям получать более точную и объективную информацию о знаниях учащихся, что помогает им адаптировать свой подход к обучению и повысить качество обучения [3].
Таким образом, автоматизация процесса тестирования в педагогической практике является необходимой и эффективной мерой для повышения качества обучения и улучшения результатов тестирования.
Функции И С КТест
Автоматизированная система компьютерного тестирования (КТест) будет выполнять следующие функции:
1. Позволит администратору:
1.1. Добавлять, удалять и редактировать: 1) факультеты, направления подготовки и группы; 2) кафедры; 3) дисциплины; 4) студентов; 5) преподавателей; 6) администраторов.
1.2. Просматривать журнал (логи) изменений в базе данных;
2. Позволит преподавателю:
2.1. Создавать, удалять и редактировать вопросы, ответы к ним, а также добавлять и удалять дисциплины к каждому определенному вопросу;
2.2. Формировать тесты из вопросов (которые были уже созданы и занесены в систему) случайным образом или выборочно по двум параметрам:
- уровень сложности вопроса;
- дисциплина.
2.3. Просматривать результаты прохождения тестов;
3. Позволит студенту:
3.1. Проходить тесты.
3.2. Просматривать результаты по пройденным тестам.
3.3. Проходить тесты в обучающем режиме.
Отличительные особенности И С КТест
1. Обучающий режим.
Основная направленность предлагаемой системы заключается в развитии и самообучении студентов. Это достигается благодаря внедрению функции обучающего режима прохождения тестов, который доступен для прохождения неограниченное количество раз. При каждом прохождении теста вопросы будут располагаться в случайном порядке, так же как и ответы к каждому конкретному вопросу. Кроме того, набор вопросов теста всегда будет различаться, так как для каждого прохождения отбирается лишь часть множества вопросов теста. Однако самой главной особенностью данного режима является возможность студенту узнать, насколько правильно он ответил на тот или иной вопрос. Студенту будет доступен результат в процентах сразу после каждого ответа. В данном режиме недоступен конкретный ответ на вопрос, доступен результат, а следовательно, и возможность студенту самому понять, где он ошибся. Но одновременно с этим из обучающего режима исключается довольно распространенная функция прохождения тестов -возможность вернуться к любому вопросу и изменить ответы. Ведь в таком случае, зная результат и имея непосредственный доступ к вопросу, студенту не составит никакого труда бездумно подобрать ответ. Можно сказать, в данном режиме приходится жертвовать функциональностью прохождения теста ради наиболее эффективного усвоения студентом пройденного материала.
В обучающем режиме студенту будет необходимо именно вдумываться в то, что он делает и как отвечает, анализировать и запоминать вопросы, чтобы после раскрытия результата он понимал, где ошибся. Происходит мыслительный процесс, анализ, а следовательно, и процесс усвоения информации. Визуализация результата в данном режиме будет находиться в верхней части теста, в кружочках, цвет которых будет соответствовать результату, где 0 процентов -красный цвет, 100 - зеленый. Также в конце прохождения будет доступен общий результат по итогам прохождениям всего теста, что позволит студенту выяснить свой текущий уровень знаний по той или иной теме или дисциплине, тем самым давая стимул лучше изучить учебные материалы и повторно пройти тест в обучающем режиме. Результаты прохождения теста в обучающем режиме не сохраняются.
2. Динамический уровень сложности вопроса.
Если рассматривать в общем, уровень сложности вопроса является важным элементом при создании тестов и проведении тестирования. Он позволяет более точно оценить уровень знаний
учащихся, определяя темы или концепции, требующие дополнительного изучения, а также адаптировать тесты под разные категории студентов.
Определение уровня сложности вопроса может базироваться на различных факторах, включая содержание вопроса, количество ответов, дисциплину и другие. Однако возникает вопрос о том, насколько правильно будет доверять преподавателю самостоятельно определять уровень сложности тех или иных вопросов. Важно отметить, что студенты являются основными пользователями тестовых заданий, и следовательно, целесообразнее было бы доверять им в определении уровня сложности вопросов. В этом случае результаты прохождения тестов могут быть использованы для определения уровня сложности каждого вопроса. Среднее арифметическое результатов, полученных при ответе на определенный вопрос, может быть рассмотрено как показатель уровня сложности данного вопроса. Если студенты успешно справляются с вопросом, то его уровень сложности считается низким, если же студенты имеют сложности с ответом на вопрос, то его уровень сложности будет выше.
Такой подход позволит получить объективную оценку сложности вопросов на основе фактических результатов. Регулярное прохождение тестов позволит поддерживать актуальный уровень сложности вопросов на постоянной основе.
3. Соответствие вопросов одной и более дисциплинам.
Как и уровень сложности вопроса, функция добавления к вопросам дисциплин направлена на обеспечение максимальной гибкости при создании тестов. Когда вопросы относятся к какой-либо группе, их проще найти, отсортировать и добавить в тест.
Соответствие же вопроса нескольким дисциплинам одновременно особенно важно для университетов и других образовательных учреждений, где может быть большое количество пересекающихся тем и понятий между разными дисциплинами. Добавление дисциплин к вопросам также позволяет лучше отслеживать уровень знаний студентов по каждой из дисциплин и проводить более точный анализ результатов тестирования.
Общая характеристика ИС КТест
ИС КТест должна обеспечить разграничение между созданием вопроса и формированием теста из вопросов, хранящихся в системе.
ИС КТест будет представлять систему, которая реализует автоматизацию процесса тестирования, включая создание вопросов, тестов, прохождение теста студентами и анализ результатов по пройденным тестам.
Для работы с ИС КТест пользователь в зависимости от того, какими правами он владеет, должен знать о работе системы, ее возможностях, ограничениях и о формате входных данных. Таким образом, студент должен руководствоваться правилами прохождения теста при работе с ИС КТест. Преподаватель должен иметь представление о формате входных данных, правилах составления тестов и работе системы в целом. Администратор должен знать о всех тонкостях работы системы, ее настройке и формате входных данных, которые требуются для корректной работы ИС КТест. Система, в свою очередь, должна проверять корректность введенной пользователем информации, выдавать информационные сообщения о допущенных ошибках и корректности работы ИС КТест.
Следует также выделить входные и выходные данные ИС КТест.
Входными данными являются: 1) список студентов; 2) список вопросов; 3) список преподавателей; 4) список дисциплин; 5) список учебных групп; 6) список кафедр; 7) список факультетов; 8) список администраторов.
Выходными данными являются: 1) результаты по пройденным тестам; 2) рейтинг студентов; 3) данные системного журнала (логи).
Информационная модель и ее описание
Информационная модель - модель объекта, которая представлена в виде информации, описывающей существенные для конкретного случая параметры и переменные, связи между ними, а также входы и выходы для данных, при подаче на которые можно влиять на получаемый результат [4].
Была составлена модель «TO-BE» («как должно быть») с помощью методологии DFD, которая наглядно демонстрирует основные процессы и потоки данных, которые будут происходить в будущей системе тестирования (рис. 1).
Рис. 1. Контекстная диаграмма потоков данных процесса «Тестирование знаний студентов» (TO-BE)
На контекстной диаграмме потоков данных процесса «Тестирование знаний студентов» изображен основной процесс системы, а также сущности «Администратор», «Преподаватель», «Студент», хранилища «Журнал (логи)» и «Результаты тестов». От администратора в систему поступают данные преподавателя, которые используются для создания нового преподавателя. Все действия записываются в журнал. Администратору возвращаются данные из журнала. От преподавателя в систему поступают данные зарегистрированного преподавателя (логин, пароль), которые используются для авторизации в системе. Преподавателю возвращаются результаты по тестам, которые решили студенты, и рейтинг студентов. От студента в систему поступают данные, которые также используются для авторизации. После выполнения процесса студент получает результаты по конкретным тестам.
Даталогическая модель
Даталогическая модель - это модель логического уровня, которая представляет собой отображение логической связи между элементами, независимо от их содержания и среды хранения [4].
На основе концептуальной модели была построена даталогическая модель базы данных, которая позволят реализовать основные функции системы:
1) регистрацию и авторизацию в системе;
2) выбор тестов, относящихся к учебной группе студента;
3) прохождение теста;
4) просмотр результатов теста;
5) авторизацию в системе;
6) создание и редактирование вопросов и ответов к ним;
7) создание и редактирование теста;
8) прохождение теста в трех режимах: отмеченные ответы, обычный и обучающий режимы;
9) добавление и удаление учебных групп;
10) добавление и удаление факультетов;
11) добавление и удаление учебных дисциплин.
12) ведение журнала логов.
Описание работы c ИС КТест
Была построена диаграмма состояний при работе с системой пользователя, являющегося студентом (рис. 2).
Студент после авторизации в системе переходит в режим ожидания, из которого он может перейти к прохождению теста в обычном режиме, после которого формируется результат и происходит переход обратно в режим ожидания, может перейти к прохождению теста в обучающем режиме, после которого также происходит переход обратно в режим ожидания, или может перейти к просмотру результатов по пройденным тестам.
Рис. 2. Диаграмма состояний при работе студента с системой
Также была построена диаграмма состояний при работе с системой пользователя, являющегося преподавателем (рис. 3).
Авторизация в системе
вход / получение логина и пароля выполнение / проверка авторизационных данных выход / определение уровня допуска
Ф-
Выход из системы
Просмотр результатов
Прохождение теста Передача данных пройденного теста
вход / выбранный тест
выполнение / выбор ответов на
вопросы
выход / пройденный тест
Режим ожидания
Инициирование
операции создания теста
Создание теста
вход / дан ные теста и выбранные вопросы
ие / формирование тест
выход / за п рос на добавлен ие тес та
Формирование результата
вход / пройденнь выполнение / ан. выход / результа
1з пройденно
Создание вопроса
вход / дан ные вопроса
ие / формирование вопроса
выход / за прос на добавление вопроса
Обращение к веб-сервису
Передач а запроса на получ ение результа
Передача результатов по те
Рис. 3. Диаграмма состояний при работе преподавателя с системой
Преподаватель после авторизации в системе переходит в режим ожидания, из которого он может перейти к прохождению теста, после которого формируется результат и происходит переход обратно в режим ожидания, к созданию вопроса, к созданию теста или к просмотру результатов по пройденным тестам, которые были созданы преподавателем.
Также была построена диаграмма состояний при работе с системой администратора (рис. 4).
Инициирование выбора теста
жирование операции создания вопроса
Запрос на просмо
Передача запроса на добавление вопроса
Передача запроса на добавление теста
е /
е НТТР-зап роса
Авторизация в системе
вход / получение логина и пароля выполнение / проверка авторизационных данных выход / определение уровня допуска
Выход из системы
Режим ожидания
Иниции рование администрирования
Администрирование системы
вход / данные необходимые для работы системы выполнение / формирование необходимых запросов выход / запросы к веб-сервису
Зап рос на просмотр журнала изменени й в БД
Просмотр журнала изменений в БД
Передача запросов
1 получения данных журнала Обращение к веб-сервису
Передача данных журнала изменений в БД
выполнение / выполнение НТТР-запроса
Рис. 4. Диаграмма состояний при работе администратора с системой
Администратор после авторизации в системе переходит в режим ожидания, из которого может перейти к администрированию системы или к просмотру журнала изменений в БД.
Таким образом, в статье были рассмотрены основные функции будущей ИС КТест, которые позволят наиболее эффективно организовать тестирование, процесс создания тестов и вопросов. А также описаны отличительные особенности ИС КТест, выделяющее ее среди других систем компьютерного тестирования.
Литература
1. Лекции.орг [Электронный ресурс]. - URL: https://lektsii.org/
2. Студенческая библиотека онлайн [Электронный ресурс]. - URL: https://studbooks.net/
3. Культура компьютерного тестирования / М.В. Артамонова, А.А. Киринюк, И.Б. Назарова, Т.Н. Тягунова. - М.: МГУП, 2006. - 84 с.
4. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация: Учебное пособие. - 2008. -122 с.
