Разработка компьютерной тестовой системы (CTS)

4. Заключение

Основное значение предложенного метода заключается в возможности непрерывного мониторинга устойчивости в режиме реального времени непосредственно в момент функционирования системы автоматического регулирования.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ромм Я.Е., Буланов С.Г. Программные критерии устойчивости решения задачи Коши для систем линейных дифференциальных уравнений на основе разностных схем численного интегрирования // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. Спец. вып. «Математическое моделирование и компьютерные технологии». 2004. С. 75-80.

2. Ромм Я.Е., Буланов С.Г. Итерационные критерии устойчивости решений задачи Коши для систем линейных дифференциальных уравнений на основе разностных приближений по методам Эйлера-Коши и Рунге-Кутта / ТГПИ, Таганрог, 2004. 41 с. Деп. в ВИНИТИ 13.01.04, № 48 - В2004.

3. Буланов С.Г. Разработка и исследование методов программного моделирования устойчивости систем линейных дифференциальных уравнений на основе матричных мультипликативных преобразований разностных схем: Автореф. дис. ... канд. тех. наук. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006. 20 с.

4. Буланов С.Г. Погрешность метода Эйлера в условиях устойчивости // Математические модели физических процессов: Сб. науч. тр. 11-й междунар. конф. Таганрог: Изд-во Таганрог. гос. пед. ин-та, 2005. Т. 1. С. 221-225.

5. Ромм Я.Е., Буланов С.Г. Матричные мультипликативные схемы анализа устойчивости систем линейных дифференциальных уравнений // ММА-2006: Сб. науч. тр. междунар. науч.-тех. конф. Таганрог: Изд-во Таганрог. гос. пед. ин-та, 2006. Т. 1. С. 310-313.

М.И. Васин

РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕСТОВОЙ СИСТЕМЫ

К концептуальным вопросам информатизации сферы образования целесообразно отнести вопрос создания системы компьютерного тестирования, позволяющей активно влиять на образовательный процесс, проводить планомерный поиск и подготовку высококвалифицированных специалистов, способствовать эффективному усвоению учебного материала, и используемой, с одной стороны, преподавателем для промежуточного и итогового контроля знаний и, с другой стороны, обучаемым для самооценки уровня своей подготовленности в процессе самостоятельной работы.

В свете сказанного выше, одной из первостепенных задач информатизации образовательного процесса стала организация и сопровождение автоматизированного тестирующего комплекса, как вспомогательного средства контроля знаний. Тестирующий комплекс за счет своей универсальности может быть реализован с небольшими затратами и представляет собой автоматизированную поддержку самостоятельной работы учащихся и студентов, позволяющую проводить контроль и самоконтроль уровня усвоения материала, выступать в роли тренажера при подготовке к проверочным работам, и даже в частности к экзаменам.

Нами была предпринята попытка создания авторской компьютерной тестовой системы (СТ8), которая учитывала бы достоинства известных практикуемых в России тестовых систем, избегая их недостатков. Для этого был произведен анализ их основных плюсов и минусов.

В настоящее время существует немало компьютеризованных систем тестирования, в том числе и в области измерения уровня знаний, умений и навыков. Тем не менее, задачу не следует считать полностью решенной. Например, наиболее совершенная из широко распространенных система АСТ-тест (разработана в НИИ образовательных технологий МЭСИ, авторы В.И. Васильев, Т.Н. Тягунова, Н.Г. Малышев, С.А. Тягунов) занимает одну из первых позиций среди программ подобного рода. К сожалению, при её многочисленных достоинствах недостатки данной системы делают актуальной разработку новой системы тестирования.

Согласно Т.П. Никитиной [1] к недостаткам можно отнести, в первую очередь, трудности при ответе на вопросы по первой форме (задания открытого типа по стандартной классификации тестовых заданий).

Причины следующие: грамматические ошибки при вводе правильного ответа и несоответствие ответа по падежу, числу, склонению и т.п. Следовательно, формулировать задания необходимо так, чтобы исключить возможность неоднозначного ответа (например, ответ обязательно должен быть в именительном падеже в единственном числе), и (или) устанавливать некоторые правила (например, весь текст вводится заглавными буквами, слова в ответе разделяются одним пробелом и т.п.).

При построении заданий закрытого необходимо указывать, что правильный ответ предполагает выбор только одного, или нескольких, или обязательно всех возможных верных ответов. В данном случае мы встречаемся скорее с проблемой оценивания частично правильного ответа, принципиально неразрешимой при бинарном характере оценивания результатов выполнения отдельных заданий.

Так же к недостаткам следует отнести:

• жесткую привязку к линейке ОС Windows, что в некоторой степени ограничивает в использовании данной системы образовательных учреждений с UNIX-подобными платформами;

• обновление продукта происходит только фирмой разработчиком программы, чем существенно отличается от CTS, так как в основу нашей разработки положен принцип OpenSource.

Относительно ИКТС 1.21 («Интегрированная контрольно-тестовая система», разработанная Д.А. Пахомовым) можно лишь сказать, что данная программа не удовлетворяет нашим потребностям по той причине, что она полностью лишена системы анализа как тестовых заданий, так и результатов тестирования. Система ИКТС 1.21 представляет собой абсолютный аналог не самых удачных вариантов бланкового тестирования, т.к. выдает только оценку, а результаты тестирования приходится анализировать преподавателю самостоятельно, прибегая по возможности к другому ПО.

Система тестирования УСАТИК («Универсальная Система Автоматизированного Тестирования и Контроля», разработанная Ульяновским Государственным Техническим Университетом) это нечто среднее между Конструктором теста и ИКТС 1.21. Система также лишена какого-либо модуля анализа результатов тестирования, что, несомненно, снижает ее ценность в области ПО для образования. К другим, недостаткам можно отнести: работа на устаревших ОС Windows (98 SE или более поздняя); не настраиваемый интерфейс системы, неудовлетворительное взаимодействие с пакетом OFFICE.

Таким образом, вопрос о том, на основании всех указанных недостатков других тестовых систем было принято решение разработать более универсальную систему тестирования.

Одним из основных преимуществ, как указывалось выше, разрабатываемой CTS заключается в том, что, выбрав в качестве инструмента разработки связку PHP+ MySQL+ Apache, можно с уверенностью назвать данную систему кроссплатформенной, т.е. система может быть установлена как на UNIX-подобных платформах, так и Microsoft Windows.

Все используемые инструменты (PHP Version 5.1.6, Apache/1.3.33, MySQL Version 5.0.22 и веб-браузер), с помощью которых осуществляется работа с системой относятся к бесплатно распространяемому ПО, что упрощает процедуру интегрирования системы в образовательный процесс.

В настоящее время разрабатывается четыре основных модуля CTS: Администратор, Учитель, Ученик, Анализ.

Модуль Администратор используется для заведения новых учетных записей как для учителей, так и для учеников, интеграции новых (исправленных) подмодулей в систему, обновление базы тестовых заданий, проведения различного рода технических работ.

Модуль Учитель доступен только для администратора и преподавателей.

Он будет представлять собой текстовый и графический редактор, (возможна интеграция редактора формул), в котором будут набираться тестовые задания, записываемые в БД, или же корректировка уже имеющихся заданий. Важно отметить, что после модификации заданий или же вариантов ответов, будет отправлено уведомление на сайт разработчика CTS о том, что конкретно было изменено. Эта функция программы предусмотрена для постоянного пополнения имеющейся

базы тестовых заданий, и совместной корректировки заданий между разработчиками и пользователями.

Для создания красочных и понятных тестов можно использовать иллюстрации, формулы, мультимедийные файлы (т.е. включение в тест аудио- и видео файлов).

Предусмотрена возможность экспорта тестовых заданий, результатов тестирования, и получаемой аналитической информации в MS Word и Excel (в настоящее время прорабатывается возможность работы с файлами OpenOffice). Реализована также поддержка общего сбора информации о проведенном тестировании для конвертирования его в формат *.pdf; или же прямая отправка на печать.

Возможно сжатие (при использовании библиотеки php GZip) и шифрование тестов и их результатов (используются встроенные и оптимизированные алгоритмы MD5 и CRC), сортировка и вставка комментария для каждого теста, генерирование тестов по шаблону из ранее созданных.

В системе предусмотрена возможность создания следующих типов заданий:

• соотнесение заданий и ответов в колонках

• расположение по порядку

• определение Верно/Неверно

• выбрать правильные ответы из списка

• вписать необходимый ответ

• графические задания (определение объекта или его части, соотношение описания с изображением и т.д.) Строгого соответствия классической классификации нет, речь идет о развитии классических заданий без применения вычислительных систем.

Преподаватель может выбрать в каком режиме будет проходить тестирование: после формирования вопросов, создается зашифрованный файл, который потом будет использоваться в модуле Ученик (при off-line тестировании; подобный файл создается с небольшим запасом вопросов (в зависимости от ответов тестируемым подает ему либо по-сложнее, либо по-легче вопросы) или же прямое взаимодействие с БД.

Модуль Ученик.

Именно этот модуль будет доступен ученикам. В нем будет присутствовать регистрационная форма (при первой работе ученика с системой, если не была создана учетная запись для ученика).

В противном же случае ученик проходит процедуру аутентификации, и переходит к первому вопросу, предлагаемому тестом.

В связи с введением информатики в младшую школу, одним из ключевых нововведений является использование различных скинов (оформление компьютерной программы) для разных возрастных групп, т.е. для младших классов - интерфейс системы более детский, для старшеклассников - более "сухой/деловой".

В настоящее время ведутся теоретические разработки дополнительного учебного модуля Тренажер. Особенность этого модуля заключается в том, что он будет использоваться как дополнительный информационные блок, не требующий ответа: ознакомительный, поясняющий и т. п. Внедрение данного модуля позволит расширить возможности любого учебного курса, за короткие промежутки времени проходить большее количество материала, причем с минимальной трудоемкостью для учителя и не менее минимальной нагрузкой для учащегося. Данный модуль будет реализован лишь по окончанию разработки четырех основных модулей, которые непосредственно относятся к CTS.

Модуль Анализ.

Данный модуль используется для анализа результатов тестирования + анализ тестовых заданий.

Использование различных статистических (например, коэффициентов корреляции) и дидактических (проверка на валидность, оценка сложности заданий и пр.) методов позволяет проанали-

зировать результаты тестовых испытаний с целью выявления слабых мест в знаниях ученика и слабых мест использовавшегося теста. Кроме того, по результатам тестовых испытаний посчитать процент усвоения каждого учебного элемента и всего курса (темы), как для отдельного ученика так и средние характеристики для всей группы.

При разработке данного модуля основной упор идет на работы Дж. Гласс, Дж. Стенли [2], а так же Е.В Сидоренко [3]. Данный модуль доступен только администратору и учителю. Работая в модуле Учитель, например при разработке нового теста, можно использовать модуль Анализ (к примеру, реализована достаточно удобная проверка введенных тестовых заданий, т.е. после ввода задания можно провести его анализ используя соответствующий метод, после чего система сообщит рекомендации, если нарушены какие-либо стандарты формирования тестового задания).

На илл. 1 показан пример окна вывода анализа результатов тестирования для формирования микрогрупп на основе корреляционного анализа.

Рис. 1. Окно вывода аналитической информации по результатам тестирования

Кроме того, к другим возможностям CTS отнести:

Ответ или пропуск вопроса. При ответе к вопросу есть/нет возврата (настраивается в модуле Учитель).

Использование БД для хранения истории каждого тестового задания и их характеристик (вид задания, как на него ранее отвечали). Таблицы трудных заданий, процент трудности каждого задания, матрицу профилей ответов для статистической обработки результатов тестирования и др.

Несколько способов выборки заданий из базы данных

Установка вида результата контроля

Установка времени тестирования.

Можно установить оценку за процент правильных ответов с учетом времени тестирования (матрица соответствия).

Назначение или отмена показа слов "верно/неверно" во время контроля, как и общего результата.

Назначение или отмена показа текущего времени на экране компьютера во время контроля.

Формирование ведомости для учебной части по группам, алфавиту и датам проведенного контроля.

Возможность дополнять задания иллюстрациями и flash-анимацией, которую можно создавать в самой CTS.

По любому разделу имеется меню, которое обладает легкой настройкой, и при необходимости возможностью увеличения количества пунктов, и помощь, даны примеры заданий в различных формах, что позволяет работать с системой, не прибегая к дополнительным описаниям и инструкциям.

В настоящее время реализованы два основных модуля (Администратор и Учитель), и ряд дополнительных модулей, которые будут использоваться в модуле Анализ и Учитель. На стадии разработки находятся модуль Ученик. Кроме того, проводятся поиски направления дальнейшего улучшения и дополнения ранее разработанных модулей.

Более подробную информацию о «Компьютерной тестовой системы» (CTS) можно найти на сайте разработчика www.cts.webbss.info.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Никитина Татьяна Павловна. Опыт тестирования в среде АСТ. Ярославль, 2002.

2. Глате Дж., Стэнли Дж. Статистические методы в педагогике и педагогике и психологии. М., 1976.

3. Сидоренко Е.В. Методы математической обработки в психологии. СПб.: ООО «Речь», 2004.

Витиска Н.И., Цопкало Н.Н.

ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА В ПЕДАГОГИЧЕСКОМ ВУЗЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНФОРМАЦИОННЫХ И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Настоящая работа относится к области информационных и компьютерных технологий обучения и может быть использована в качестве пособия при чтении лекций и ведении практических занятий с применением информационных технологий.

Информатизация современного общества ставит новые задачи и требует новые технологии в развитии обучения студентов в высшей школе. Термин «Технические средства обучения (ТСО)» в прежнем понимании давно уже устарел и в настоящее время приобрел совершенно иной смысл.

В недалеком прошлом, да кое-где и сейчас, лектор приходит в класс, имея при себе плакаты и конспект лекций, отпечатанный на машинке, и со своим мелом, так как классный мел не пишет. В перспективе - лектор приходит в класс с ноутбуком, а вместо «blackboard» - электронный экран.

Новые информационные технологии (ИТ) требуют и новых подходов к учебному познанию студентами, читаемых дисциплин, так как современные информационные процессы передачи, хранения, использования и обработки информации существенно отличаются от прежних. В настоящее время появились новые методики обучения, учитывающие инновационные изменения в обществе. Например, программа Intel «Обучение для будущего».

Министр образования и науки А. Фурсенко рассматривает эту программу «...как своевременную поддержку в нашей работе над повышением качества образовательных услуг, включая информатизацию образования. Программа Intel интересна тем, что ориентирована, в первую очередь, на освоение преподавателями эффективных образовательных технологий» [1].

Инновации в системе образования связаны с внесением изменений во все его элементы. Основными элементами процесса обучения являются:

1. Методы обучения [2].

1.1. Преподавание.

1.2. Учение [3].

2.Уровень усвоения[1].

Существуют стандарты, характеризующие процесс обучения. Организация процесса обучения включает в себя:

• преподавание - деятельность учителя по передаче информации; организации учебно -познавательной деятельности учащихся; оказании помощи при затруднении в процессе обучения;