CC BY
28ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ТЕСТИРОВАНИЯ СТУДЕНТОВ С _ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОБИЛЬНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ_
Парамонов Андрей Алексеевич,
магистрант Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики,
г. Самара, РФ, Стефанова Ирина Алексеевна кандидат тех. наук, доцент
Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики, г. Самара, РФ,
DEVELOPING ALGORITHM TO TEST STUDENTS VIA MOBILE APPLICATIONS
Andrey Paramonov
MSc student of Volga Region State University of Telecommunications and Informatics, Samara, Russia
Iran Stefanova
candidate of Science, assistant professor of Volga Region State University of Telecommunications and Informatics, Samara, Russia
АННОТАЦИЯ
Вопросы создания эффективных алгоритмов тестирования студентов с использованием мобильных приложений являются весьма актуальными в настоящий момент. В данной статье исследованы уже существующие мобильные приложения, выявлены их достоинства и недостатки и предложен свой эффективный алгоритм тестирования для использования в мобильных устройствах.
ABSTRACT
The issues of creating effective algorithms for testing students via mobile applications are at the top of the teaching agenda. In this article, the existing mobile applications are examined, their advantages and disadvantages are considered. The authors offer an effective testing algorithm hat may be used in mobile devices.
Ключевые слова: тестирование, мобильные приложения, прикладные компьютерные программы.
Keywords: testing, mobile applications, applied computer programs.
В настоящее время трудно представить современные ВУЗы без тестового контроля знаний студентов. Сегодня системы компьютерного тестирования оказывают значительное влияние на процесс обучения студентов. Благодаря этим системам, у преподавателя теперь нет необходимости создавать каждый тест вручную и записывать результаты в отчетный журнал и высчитывать средний балл. Сегодняшние системы компьютерного тестирования позволяют делать это автоматически и следить за прогрессом как каждого студента, так и группы, избегая при этом сложных подсчетов.
Инструменты для создания тестов (тестовые оболочки, редакторы тестов) приобретают особую актуальность для преподавателей, становятся всё понятнее и удобнее для пользователя, расширяется их функционал. Однако создание этих тестовых оболочек сложная и трудоемкая работа, требующая совместных усилий опытных преподавателей-лекторов и программистов. Широкомасштабному ведению такой работы в ВУЗах может препятствовать отсутствие финансовых ресурсов. В результате она проводится бессистемно. Как следствие, в использование к пользователям может попасть недоработанный, не совсем качественней программный продукт. Что касается именно компьютерного тестирования, то одним из его очевидных минусов является тот факт, что для произведения тестирования необходимо иметь достаточное количество свободных ЭВМ, соединенных ЛВС и находящихся в одной аудитории.
Выходом из сложившейся ситуации может послужить создание мобильного приложения, содержащего в себе весь приобретенный опыт уже готовых различных решений, а также нововведения (например, новые алгоритмы взаимодействия с пользователем, самого тестирования, новые инструменты разработки), которые получены путем изучения недостатков рассматриваемых существующих решений. Главная цель данной работы - на основе, полученных из различных источников данных, разработать мобильное приложение для тестового контроля знаний студентов, который бы отличался от существующих вариаций своей новизной и технологичностью, устраняя большинство существенных недостатков. Актуальность данной работы заключается в том, что для студентов появится возможность самоконтроля, и закрепление материала вне учебной аудитории, находясь, например, на улице или в общественном транспорте. Это позволит перейти от традиционных методов контроля и оценки полученных знаний к новым обучающим технологиям.
Перед разработкой архитектуры собственного программного обеспечения стояла задача сравнительного анализа. Для этого были выбраны [1 -9]несколько наиболее известных компьютерных продуктов для контроля знаний у студентов и разделены на три основные группы: прикладные компьютерные программы, мобильные приложения и
веб-порталы. Перед анализом был обозначен список критериев, по которым производилось сравнение готовых продуктов. Это:
• число пользователей, тестируемых за раз,
• наличие отчетов и статистики по результатам тестирования,
• возможность конфигурации тестов,
• стоимость продукта,
• наличие русскоязычной версии,
• наличие разных режимов тестирования и ответов.
Тестирование и изучение данных программ происходило по принципу метода черного ящика. По каждой из групп были составлены сводные таблицы, которые агрегировали свойства программ по выбранным критериям. Данные таблицы помогли наглядно увидеть достоинства и существенные недостатки рассматриваемых вариантов.
Таблица1
Сравнительная таблица прикладных компьютерных программ
Критерий/ПО MyTestXPro IREN ExaMINATOR
Платформа Целевая ОС Windows, возможен запуск из Linux Целевая ОС Windows Целевая ОС Windows
Число тестируемых Ограничена ЛВС Ограничена ЛВС 30
Отчеты и статистика по результатам + + +
Возможность конфигурации тестов + + +
Безопасность ответов, результатов, теста. Проверка на целостность теста Результаты и тест - 1 зашифрованный сжатый файл + Тесты зашифрованы
Стоимость продукта (краткая инф. о лицензии) Есть бесплатная и платная версия Бесплатно 290р «Персональный», 1490р «Мастер-студент»
Подача случайным образом + + +
Наличие масок для ответов + + +
Режим домашнего задания - Возможность создания автономного теста Возможность создания автономного теста
Наличие русскоязычной версии + + +
Тест «Да-нет» + + +
Выбор одного правильного ответа из нескольких + + +
Ввод короткого письменного ответа + + +
Режим подсказки - +
Дополнительная информация к вопросу - +
Вес вопроса +
Вопрос с мультимедиа - - +
Разные режимы тестов обучающий, штрафной, свободный, моно. - +
Лимит времени + + +
Таблица 2
Сравнительная таблица web-порталов__
Критерий/ПО СеекВгашз СМеАЬЬеу Quizful
Отчеты и статистика по результатам + + +
Возможность конфигурации тестов Заранее заданные задачи Заранее заданные задачи Только для модераторов теста
Стоимость продукта (кр. инф. о лицензии) Бесплатно Бесплатно Бесплатно
Подача случайным образом + Нет. Есть конкретный список задач по выбору +
Наличие масок для ответов + Не предусмотрено +
Наличие русскоязычной версии + Несколько переведенных задач +
Тест «Да-нет» + - +
Выбор одного правильного ответа из нескольких + Не предусмотрено +
Ввод короткого письменного ответа + Не предусмотрено +
Режим подсказки - + -
Дополнительная информация к вопросу Только курсы в другом разделе данного ресурса + -
Вес вопроса + + +
Вопрос с мультимедиа - - -
Разные режимы тестов Спортивный, обычный Только решение задач по программированию На собеседование, обычный
Защита от копирования - - -
Лимит времени все тесты на время, в зависимости от режима нет ограничений все тесты на время
Примечания Ограничено материалами лекций и уроков данного сайта Возможность писать код на разных языках Направлен на IT-сообщество, своя community
Таблица 3
Сравнительная таблица мобильных приложений_
Критерий/ПО Plickers Socrative Sololern
Платформа Доступ через сайт + мобильное приложение (iOS или Android) Доступ через сайт + мобильное приложение (iOS или Android) Доступ через сайт + мобильное приложение (iOS или Android)
Число тестируемых до 63 до 50 Нет ограничений
Отчеты и статистика по результатам + + +
Возможность конфигурации тестов + + -
Безопасность ответов, результатов, теста + (хранение данных в БД) + (хранение данных в БД) +
Стоимость продукта (кр. инф. о лицензии) Бесплатно Бесплатно Бесплатно
Подача случайным для ответов образом + + +
Наличие масок для ответов - + +
Возможность выполнения тестов в команде - + -
Подводя итоги по результатам таблиц всех трех групп, удалось выделить несколько ключевых моментов, которым должна обладать современная система контроля знаний:
• обладать гибкостью, как по отношению к пользователю, так и по отношению к устройствам, на которых она будет эксплуатироваться;
• содержать исчерпывающий набор как режимов тестирования, так и различных вариантов типов вопросов;
• обладать не сложным интерфейсом, а также подразделяться на модули, но не на отдельные программы;
• обеспечивать безопасность внутренней БД;
• иметь возможность разделения пользователей на преподавателя и студента. Каждый пользователь программы должен иметь возможность как сконфигурировать тест, так и пройти его, а при желании и поделиться им. Это обеспечит более частое использование данной системы среди пользователей;
• относится к группе свободного программного обеспечения. Это обеспечит прозрачность алгоритмов работы модулей данной программы, даст возможность пользователям свободно распространять продукт, что положительно скажется на увеличении аудитории. Возможно даже вокруг системы создастся группа энтузиастов, желающих внести какие-либо свои коррективы, предложения, что несомненно скажется на производительности, внутренней организации кода, а также на функционале программы.
Разработка программы началась с выбора целевой мобильной операционной системы. В данном случае была выбрана ОС Android. Это техническое решение обусловлено несколькими причинами:
• доступность устройства на ОС Android;
• удобный интерфейс;
• высокая популярность, а значит больше аудитории, литературы, возможностей.
Первоначальное название программного продукта selftest. В качестве инструмента для разработки была выбрана IDE Android Studio. При создании проекта учитывались минимальные требования устройства пользователя для успешной работы программного продукта: minSDK (17), версия ОС Android 4.2 (JellyBean). Выбор слишком низких минимальных требований способен урезать возможности при разработке программы, так как необходимые библиотеки не будут доступны, слишком высокие минимальные требованию не смогут обеспечить обширность использования среди пользователей, так как не у многих установлена, допустим, одна из последних версий ОС Android. Тем самым данный набор минимальных требований обеспечивает средний показатель между необходимыми инструментами разработки и аудиторией программы.
Структурная схема приложения представлена на рисунке 1. Она отображает взаимодействие модулей программы, интерфейса и базы данных (БД).Программа содержит три основных модуля: модуль конфигурации теста, модуль тестирования и модуль статистики.
Режим домашнего задания - работает автономно, но результатов не показан +
Наличие русскоязычной версии + - -
Тест «Да-нет» + + -
Выбор одного правильного ответа из нескольких вариантов + + -
Ввод короткого письменного ответа - + +
Режим подсказки - - -
Дополнительная информация к вопросу/пояснения определяется преподавателем - +
Вес вопроса + + -
Вопрос с мультимедиа определяется преподавателем _ -
Разные режимы тестов - - +
Защита от копирования вопроса - - +
Лимит времени определяется преподавателем + +
Примечания Для преподавателя. Обязательно наличие карточек с QR-кодами Для преподавателя. Возможность проходить тестирование анонимно Имеет свою community, большая база вопросов по дисциплинам
Рисунок 1. Структурная схема приложения
Модуль конфигурации тестов позволяет конфигурировать тесты «вручную». Здесь тест рассматривается как объект и имеет такие свойства как: идентификаторы теста и создателя теста, название, имя автора, название дисциплины, максимальная сложность вопроса, флаг блокировки (isLocked) теста, количество вопросов, идентификатор режима тестирования. Создать тест может любой пользователь программы. Созданный тест будет доступен как в модуле конфигурации, для его дальнейшего редактирования или расширения списка вопросов, так и в модуле тестирования для его прохождения и отладки.
Режим тестирования как объект имеет следующие свойства: название и таймер. На данный момент программа имеет три режима тестирования:
• спортивный режим. На каждый вопрос отводится определенное количество времени, по истечению которого программа переходит к следующему вопросу. По истечению количества вопросов тест автоматически завершается и выводится его результат. Вернуться к предыдущему вопросу нет возможности. Этот режим эффективен в режиме жесткого контроля знаний;
• обычный режим. Всё тестирование происходит за определенное количество времени, по истечению которого тест автоматически завершается и выводится его результат. Отсутствует таймер на каждый вопрос. Здесь имеется возможность вернуться к любому из предыдущих вопросов. Рекомендуется использовать режим для самоконтроля знаний студентов;
• тренировочный режим. В данном режиме отсутствуют какие-либо временные ограничения. Есть возможность вернуться к любому из предыдущих вопросов. По истечению количества вопросов тест автоматически завершается и выводится его результат. Результат теста более информативен. Он содержит информацию по каждому вопросу, с указанием данного на него ответа, и, в случае если он не верен, указывается правильный вариант ответа.
Данный подход позволит избежать утечка правильных ответов в двух предыдущих режимах тестирования, что позволяет сохранить актуальность теста.
Каждый тест содержит в себе список вопросов. Вопрос как объект имеет следующие свойства: идентификационный номер, формулировка вопроса, сложность вопроса (параметра задается на этапе конфигурировании теста).
Каждый вопрос содержит список ответов. Данный список не может быть пустым, иначе вопрос не имеет никакого смысла, в соответствии с этим программа не даст сохранить такой вопрос и предложит либо его удалить, либо дополнить вариантами ответов. Ответ как объект содержит такие свойства, как: идентификатор ответа, тест ответа, флаг верности ответа (параметр isCoorect). Так как вопрос может разделяться на три вида (вопрос с одним правильным ответом, вопрос с несколькими правильными ответами, вопрос, ответ на который необходимо вписать в отведенное для этого поле), то указывать к какому типу относится данный вопрос нет необходимости. Программа автоматически отнесет его к необходимой категории, исходя из количества ответов и выставленных флагов isCoorect. Это необходимо для правильного отображения интерфейса на этапе тестирования.
Модуль тестирования (рис. 1) на своем первом экране содержит список всех тестов, содержащихся в БД. После выбора необходимого теста, перед его прохождением программа отображает промежуточный экран. Данный экран имеет довольно простой интерфейс, который включает в себя краткую информацию о тесте и кнопку «Начать тестирование». Во время прохождения теста программа собирает информацию об ответах пользователя, для дальнейшего вывода результирующей информации (например, количество верных ответов) и записи ее в БД. В данном модуле доступна функция передачи теста по Wi-fi. Полученный тест, например, у студента, автоматически программой помечается как locked, что не дает возможности конечному пользователю открыть его с помощью конфигуратора, чтобы подсмотреть или изменить ответы. Передать
тест можно неограниченное количество раз.
Модуль статистики (рис. 1) предназначен для сбора и хранения информации о пройденных тестах, количестве попыток прохождения теста, количественного соотношения верных и неверных ответов. На главном экране данного модуля содержатся так же различные графики, отображающие вышеописанные результаты предыдущих тестирований. Данный модуль так же помогает при сборе ответов. Создателю теста будет доступна вся необходимая информация о пройденном тесте. Он увидит количество попыток прохождения теста, верные и неверные ответы студента. Данный механизм поможет определить преподавателю по каким отдельным темам студент имеет пробелы в знаниях, это даст возможность индивидуального подхода к тестируемым.
При проектировании БД были рассмотрен ряд дополнительных библиотек для возможности создания ORM(Object-Relational Mapping - объектно-реляционное отображение, или преобразование). Хочется отметить, что большинство ORM-библиотек все-таки не полноценные и очень редко какая библиотека поддерживает запись и чтение объекта с вложенными коллекциями без использования особых аннотаций и отдельных подзапросов. К тому же чистый SQLite работает действительно быстрее (исключение составляет случай сравнения с Realm, который работает быстрее на операциях комплексного чтения), нежели с использованием над ней библиотек ORM. В проекте используется чисто ORM, при этом к приложению подключается меньше библиотек и соответственно ниже минимальные требования и вес самого приложения на устройстве, к тому же построенные алгоритмы дадут более прозрачный вид на их работу, что скажется на отладке приложения.
В ходе работы над проектом был исследован процесс тестирования, выявлены главные свойства таких объектов, как тест, задание, ответ, режим тестирования. Исследованы существующие варианты
программ для контроля знаний на различных платформах и выявлены их преимущества и недостатки. Все вышеописанные результаты исследований, опыт предыдущих разработок легли в основу создания модулей, механизмов логики и алгоритмов взаимодействия с интерфейсом, которые в совокупности дают мобильную систему для контроля знаний у студентов.
Литература:
1. Официальный сайт проекта IREN [Электронный ресурс] / Главная страница. Режим доступа: http://irenproject.ru
2. Официальный сайт проекта ExaMINATOR [Электронный ресурс] / Главная страница проекта. Режим доступа: http ://www. softwerk. ru/exam_r.htm
3. Официальный сайт проекта Geekbrains [Электронный ресурс] / Главная страница проекта. Режим доступа: https://geekbrains.ru/
4. Официальный сайт проекта Codeabbey [Электронный ресурс] / Главная страница проекта. Режим доступа: https://codeabbey.com
5. Официальный сайт проекта Quizful [Электронный ресурс] / Главная страница проекта. Режим доступа: http://www.quizful.net/page/about
6. Официальный сайт проекта Plickers [Электронный ресурс] / Главная страница проекта. Режим доступаhttps://www.plickers.com/
7. Официальный сайт проекта Socrative [Электронный ресурс] / Главная страница проекта. Режим доступа: https://www.socrative.com/
8. Официальный сайт проекта Sololern [Электронный ресурс] / Главная страница проекта. Режим доступа: https://www.sololearn.com
9. Справочное online руководство по программе MyTestXPro [Электронный ресурс] / Электронный справочник продукта. - Москва, 2013. -Режим доступа: http://mytest.klyaksa.net/wiki
