Разработка системы тестирования знаний студента

Аннотация

Цурган В.А., Чередникова О.Ю. Разработка системы тестирования знаний студента. Рассмотрены основные виды систем тестирования. Проанализированы существующие наиболее популярные системы компьютерного тестирования знаний. Показаны их достоинства и недостатки. Рассмотрены требования к организации систем тестирования. Построена структура системы тестирования и рассмотрены функции каждой ее подсистемы.

Общая постановка проблемы

Тестирование как метод оценки качества начал использоваться со второй половины прошлого столетия. Его стали применять во многих сферах жизнедеятельности. Одной из этих сфер стало образование.

Тестирование, применительно к обучению, позволяет преподавателю соблюсти такие требования к проверке знаний студента как:

• систематичность;
• глубина и обстоятельность;
• требовательность к студенту и уважение его личности;
• должна быть интересной по форме;
• должна носить индивидуальный характер;
• в проверку включать всех студентов учебной группы;
• должна исключать или сводить к минимуму субъективный фактор.

Проведение экзамена и зачета традиционным способом (по билетам или устным опросом) также не позволяет избавиться от субъективной оценки знаний. Также, экзаменационный билет, вариант зачетных вопросов или контрольной работы охватывают лишь часть изучаемого материала, в отличие от тестирования.

Целью статьи является анализ возможных функций системы тестирования знаний студента и структур ее реализации.

Анализ видов тестирования

Тестирование имеет свои разновидности. Прежде всего, это электронное тестирование и обычное [1]. И то и другое тестирование состоит в том, что составляются тесты, охватывающие контролируемый материал темы, нескольких тем, разделов, модулей или целиком программный материал изучаемой дисциплины (зачет, экзамен). Различие между обычным тестированием и электронным (компьютерным) состоит в подсчете баллов, оценке результатов и сборе статистики для улучшения программы обучения [1]. «Информатика, управляющие системы, математическое и компьютерное моделирование» 455 При обычном тестировании подсчёт баллов ведёт преподаватель, затрачивая значительное время, так как необходимо сверить ответ студента с правильным ответом на каждый тест. В то же время электронная система позволяет преодолеть эти недостатки и автоматизировать учебный процесс, используя вычислительные мощности компьютера. Суть, которой заключена в строгом выполнении заложенного преподавателем алгоритма [2]. В работе и рассматривается организация такой системы.

Анализ существующих систем компьютерного тестирования знаний

Компьютерные системы контроля знаний студентов можно разбить на следующие группы:

1. Интерактивное тестирование с использованием web-интерфейса, что позволяет добиться независимости от программной и аппаратной платформ, организовать взаимодействие любого количества удаленных пользователей с системой посредством Internet [3]. Частным случаем такого веб-сервиса является ресурс ROSTEST.RUNNET.RU, ориентированный на учащихся и рассчитанный на их самостоятельную работу для оценки уровня своих знаний. Ресурс содержит централизованно сформированный набор тестов по общеобразовательным программам, без возможности использования собственных преподавательских разработок для текущего контроля знаний. В этом заключается главный недостаток веб-сервиса.
2. Локальное тестирование — обычно такая система разрабатывается для внутренних нужд учебного заведения и требует настройки клиентского компьютера (инсталляции программного обеспечения). Процесс создания автоматизированных систем тестирования достаточно сложен и требует одновременного решения многих проблем, в первую очередь программнотехнических. Однако варианты систем тестирования создаются постоянно, в том числе и в ДонНТУ [4]. Эти системы разрабатываются как для стационарных компьютеров (для проведения тестирования в аудитории), так и для мобильных устройств (для самотестирования студентов). Однако требования к разработке таких систем с течением времени изменяются, поэтому разработка продолжается.
3. Универсальные системы тестирования. Примером такой системы является система INDIGO. Она является золотой серединой между настольными приложениями и webтехнологиями, и сочетает преимущества и устраняет недостатки каждого из двух предыдущих подходов. Система тестирования INDIGO – это профессиональный инструмент автоматизации процесса тестирования и обработки результатов, который предназначен для решения широкого спектра задач, в том числе для тестирования и контроля знаний учащихся. Система тестирования устанавливается на один компьютер-сервер с помощью инсталляционного пакета и может работать как на изолированном компьютере, так и в локальной сети или через Интернет. Центр тестирования можно развернуть на компьютере или в облаке на Интернет-серверах. Все данные хранятся централизованно в базе данных системы. INDIGO имеет встроенный редактор тестов, экспорт/импорт тестов (файлы формата *.itest), вывод бумажной версии теста с ответами (с возможностью печати или экспорта в Word), вывод тестов в форме бланков для тестирования без компьютеров. Могут использоваться настройки автоматической генерации множества случайных вариантов теста и ключей к ним для быстрой проверки ответов, просмотр статистики по тестам (по баллам за вопросы и группы вопросов, по шкалам, делениям, ответам), экспорт статистики в Excel. Несмотря на очевидные достоинства системы INDIGO, ее недостатком является наличие платной лицензии.
4. Системы тестирования, которые реализованы как части систем дистанционного обучения (СДО). Эти системы подразумевают под собой виртуальные классы для обучения студентов со всего мира. С помощью СДО удобно отслеживать, как студенты или сотрудники проходят онлайн-курсы и тесты, посещают виртуальные занятия, а также планировать учебную нагрузку [3]. Самой известной из бесплатных систем на данный момент является Moodle. Ее популярность обуславливается тем, что Moodle имеет открытый исходный код и позволяет подстраивать систему под конкретные нужды пользователя. Однако это и ее главный недостаток – появляется нужда в технических специалистах. Кроме того, нельзя просто открыть Moodle и собрать тест. Сначала придётся создать курс, прописать название и только потом сюда можно добавить проверочные задания. Moodle имеет возможность ограничивать время прохождения теста, если пользователь не ответил на вопросы в срок. Также можно выставить проходной балл и количество неверных попыток, выбрать тип вопросов и вид их отображения (один вопрос на странице, несколько или сразу все).

Исследование структуры системы тестирования и ее функций

Обычно система тестирования выполняет достаточно много функций и поэтому ее структуру принято разделять на подсистемы (рис. 1).

Подсистема формирования тестов

Формирование тестов является одной и наиболее важных функций компьютерной системы тестирования. Эта подсистема должна обладать следующими свойствами [3]:

1. предоставлять возможность создания и ведения базы заданий; редактор заданий должен позволять работать с достаточно большим спектром мультимедийных объектов;
2. указать для каждого задания, как минимум, следующий набор характеристик: тема; раздел; параграф; трудность; трудоемкость; примерное время на выполнение задания;
3. должна быть возможность генерации заданий и создания наборов однотипных заданий;
4. спектр типов заданий в базе должен быть достаточно разнообразен, и включать, следующие типы:
   • задания на вставку пропущенного текста;
   • задания на вставку пропущенного числа или выражения; отличие от текста здесь в том, что обучаемый может ввести формулу, а система должна уметь ее анализировать;
   • выбор одного или нескольких объектов экрана (создание заданий с выбором одного или нескольких ответов);
   • перетаскивание объектов в нужную область (задания на соответствие).
5. обеспечить доступ статистической информации по каждому из заданий (какие ответы выбирались и какое количество раз, как часто выбирался каждый из вариантов, какие неправильные ответы вводились и т.п.). Только при этом условии возможно разрабатывать тесты, соблюдающие требования педагогической диагностики.

Подсистема Преподаватель

В этом блоке система тестирования должна предоставить преподавателю такие возможности:

1. Аутентификацию с характерными для преподавателя ролями;
2. Задавать сценарии и формулы для проведения теста. Перспективным направлением проведения теста является адаптивное тестирование, которое предполагает генерацию вопросов с учетом ранее полученных ответов тестируемого [10]. Тесты, построенные по адаптивной методике, позволяют сократить число вопросов, а, значит, и время, затрачиваемое на тестирование, для сильных учащихся, дающих правильные ответы на вопросы в начале тестирования. Тестирование отличника может ограничиться предложением ему 10-15 сложных вопросов, в том время, как неправильно отвечающему слабо знающему материал учащемуся будет предложено большее число более легких вопросов для определения того, может ли он претендовать на минимальную положительную оценку или нет. Адаптивные тесты требуют больших усилий от разработчиков, так как необходимо определять веса для вопросов разного уровня сложности, решить, как система тестирования будет определяет начальный уровень тестируемого, и как будет выбирать для тестируемого последующие вопросы, учитывая его ответы на уже заданные ему вопросы;
3. Генерировать варианты тестов;
4. Просматривать подробную статистику с результатами работы как каждой группы, так и в плоть до каждого обучаемого отдельно. Данные должны формироваться в табличном виде и графическом (рис 2).

Подсистема Студент

Стоит уделить должное внимание и этой подсистеме, ведь она не менее важна и должна быть максимально доступной и удобной для обучаемого.

Система обучаемого обязана в себя включать:

1. Надежную подсистему аутентификации.
2. Возможность провести тестирование в любое время, но при каждом выборе одного и того же сценария получать различные, но однотипные тесты;
3. Максимально комфортный интерфейс для учащихся.
4. Максимально исчерпывающая информация по результатам тестирования (какие задания выполнены правильно, а какие – неправильно, какие допущены ошибки, какие разделы учеником освоены, какие – нет). Степень детализации предоставляемой информации определяется преподавателем во время задания сценария.

Выводы

Системы тестирования позволяют ускорить процесс проверки знаний учащихся как в школах, так и в высших учебных учреждениях. Введение автоматизированных систем тестирования позволяет еще больше повысить производительность как студентов, так и преподавателей. Наличие статистических данных позволяет жестко контролировать каждое изменение в успеваемости учащихся и своевременно корректировать учебный план. Также подобные системы позволяют получить студентам доступ к учебе в разных концах города, страны или мира. Автоматизация формирования заданий теста позволяет разнообразить варианты тестов, что упрощает работу преподавателя и дает более объективную оценку при прохождении тестирования.

Список источников

1. Прокофьева Н. О. Стратегии и методы проведения контроля знаний в компьютерном обучении // Educational Technology & Society — 13 (1). 2010 — pp. 378-392 ISSN 1436-4522.
2. Brusilovsky, P. and Miller, P., Web-based testing for distance education. In: P. DeBra and J. Leggett (eds.) Proceedings of WebNet'99, World Conference of the WWW and Internet, Honolulu, HI, Oct. 24-30, 1999, AACE, pp. 149-154.
3. Аванесов В.С. Композиция тестовых заданий. Учебная книга для преподавателей вузов, учителей школ, аспирантов и студентов пед. вузов. 2 изд., испр. и доп.М.: Адепт.1998-217с.
4. Ермышкин В.О., Чередникова О.Ю. Разработка программы тестирования знаний в определенной области под Аndroid // Современные тенденции развития и перспективы внедрения инновационных технологий в машиностроении, образовании и экономике. Т.4. № 1 (4). - 2018. Азов, - С.96-100.
5. Система дистанционного обучения Moodle - Мясникова Т.С., Мясников С.А. Система дистанционного обучения MOODLE.-Харьков, 2008.-232 с.
6. Работа в системе дистанционного обучения Moodle. - Анисимов А.М., Учебное пособие.2-е изд. испр. и дополн.– Харьков, ХНАГХ, 2009. - 292 стр.
7. Lomas, Natasha. Finnish Startup Gets Seed Backing For Its Online Education Platform Play, Eliademy. "TechCrunch" April 24, 2014.
8. Сатунина А. Е. Электронное обучение: плюсы и минусы // Современные проблемы науки и образования : журнал. — 2006. — № 1. — С. 89—90.
9. Болкунов И.а. Электронное обучение: проблемы, перспективы, задачи // Таврический научный обозреватель. — 2016. — Вып. 11-1 (16).
10. Udaya Sri K., Vamsi Krishna T. V. E-Learning :Technological Development in Teaching for school kids // International Journal of Computer Science and Information Technologies. — 2014. — P. 6124—6126.
11. Хамутников В.А., Давыдов А.Н., Самоделов С.К., Макуха Л.В., Сидоров А.Ю. расширение возможностей электронных образовательных систем на платформе moodle // Фундаментальные исследования. – 2017. – № 1. – С. 117-123;