Педагогические науки/ 1.Дистанционное образование

Михин М.Н. Пяткин В.В. Емелин К.С.

Московский государственный университет приборостроения и информатики

Разработка автоматизированных систем проверки знаний студентов по естественнонучным дисциплинам

Самым распространенным методом автоматизации контроля знаний является тестирование. Существуют различные средства и методики проведения тестирования: письменное тестирование с указанием правильных ответов в специальных бланках; проведение тестирования с применением ЭВМ и специальных программ для проведения тестирования.

Самым удобным оказывается компьютерное тестирование испытуемых. Связано это со способностью ЭВМ быстро обработать результат и получить оценку знаний испытуемых.

В ходе обучения студент должен прослушать лекции и выполнить ряд контрольных работ. Каждая контрольная работа состоит из ряда расчетных заданий из разных областей изучаемой дисциплины.

Степень выполнения контрольной работы и оценка определяется преподавателем, ответственным за эту дисциплину. Чтобы оценить правильность выполнения задания, необходимо либо проверить все расчеты выполненные студентом, либо сравнить результаты с готовыми, заранее полученными ответами.

С одной стороны, чтобы решить все задания заранее требуются большие временные и трудовые затраты, а чтобы проверить ход решения каждого студента требуется не только время, но и появляется вероятность пропустить ошибку.

С другой стороны, математический аппарат и методы решения этих заданий хорошо изучены и легко формализуются. Поэтому возможна автоматизация проверки результатов контрольной работы.

Следует отметить, что на рынке программного обеспечения существует много различных программ и программных комплексов позволяющих автоматизировать учебный процесс, начиная с подготовки и чтения лекций, и, заканчивая проведением зачета или экзамена. Но все эти программы требуют наличия готовых ответов. Решить самостоятельно расчетную задачу они не могут.

Правильным выходом было бы использование программы, которая сама может рассчитать правильный ответ. Поэтому целесообразна разработка такой программы.

Первая задача, которую нужно решить, разрабатывая программу автоматизированного контроля знаний, это генерация по заданному шаблону необходимого количества вариантов заданий. Автоматизированное создание заданий значительно сократит время на подготовку контрольных работ. Преподавателю нужно будет лишь создать шаблон контрольной работы, настроить параметры, отвечающие за генерацию числовых значений переменных для каждого задания и задать необходимое количество вариантов.

Вторая задача — это автоматизация процесса проверки. Программа должна сама рассчитывать правильные ответы по каждому заданию. Для решения этой задачи необходимо исследовать математический аппарат и методы решения заданий контрольной работы. На основе отобранных методов разработать алгоритмы решения и создать программный модуль вычисления ответов.

Третья задача — это обеспечение сохранности созданных заданий, шаблонов и вариантов контрольных работ. Для решения этой задачи необходимо разработать структуру базы данных для хранения необходимой информации.

Четвертая задача — это создание удобного и дружественного интерфейса пользователя, интуитивно понятного человеку, работающему с программой.

Требования к программному обеспечению могут быть сформулированы следующим образом: программа должна позволять создавать шаблоны контрольных работ и списка поддерживаемых заданий; программа должна содержать модуль генерации вариантов контрольных работ по созданным шаблонам; задания должны иметь алгоритм решения и его программную реализацию, и программа могла сама вычислять правильные ответы; все задания, шаблоны и варианты контрольных работ должны хранится в базе данных и могут быть просмотрены и рассчитаны в любой момент времени; приложение должно иметь простой и удобный интерфейс.

Решение обозначенных задач и выполнение сформулированных требований позволит создать программу для автоматизированного контроля знаний студентов по изучаемой дисциплине.

Программа для автоматизированного контроля знаний студентов по изучаемой дисциплине состоит из нескольких функциональных блоков: интерфейс пользователя; математический модуль; модуль генерации отчетов; база данных результатов тестирования.

При работе с приложением пользователь взаимодействует с интерфейсом программы. Через меню и экранные формы можно получить доступ ко всему функционалу приложения.

Конструктор контрольных работ представляет собой окно, в котором пользователю предлагается выбрать заготовку контрольной работы и, создавая или редактируя строки в таблицах, настроить шаблон контрольной работы. После этого сгенерировать нужное количество вариантов. Все они будут храниться в специальной таблице базы данных в виде XML-документов.

В математическом модуле реализованы вычислительные процедуры и математический аппарат. Получив от пользователя номер контрольной работы и вариант, математический модуль извлекает из базы соответствующий запросу XML-документ, разбирает его и выводит на экран задание с правильными ответами.

Литература:

1. Аванесов В. С. Композиция тестовых заданий. — М., Центр тестирования, 2002.

2. Майоров А. Н. Теория и практика создания тестов для системы образования: Как выбирать, создавать и использовать тесты для целей образования. М: Интеллект-Центр, 2002.