Программное обеспечение тестирования по информатике

Размещено на http://allbest.ru

Введение

контроль программа тестирование информатика

Еще несколько десятков лет назад вычислительная техника занимала целые комнаты, на данный момент технология изготовления их модернизировалась и в целом в корне изменила темп и образ жизни общества. Процесс компьютеризации необратим, а развитие информационных систем невозможно остановить ввиду их теоретической и практической значимости во всех отраслях народного хозяйства.

Согласно обзору инвестиционного портала, инвестиции в сферу IT-технологий являются на данный момент наиболее выгодными[1]. И в ближайшем будущем ситуация вероятней всего не изменится, а IT направления будут наиболее популярными, ведь каждый современный человек имеет косвенное или прямое отношение к вычислительным устройствам и сети Интернет. В связи с этим другие сферы жизнедеятельности людей будут вынуждены подстраиваться к новшествам, принимая при этом возможно иные формы, чем сейчас. В настоящее время в лучшую сторону претерпела изменения и образовательная система, особенно в России. Информатика входит в обязательные предметы изучения в школе и преподаватели активно пользуются интерактивными устройствами. Учащиеся подготавливают свои выступления с использованием программ создания презентаций. Во всех ВУЗах есть направления так или иначе связанные с IT технологиями. Студенты сдают задания в электронном виде, общаются с преподавателями в режиме реального времени, создают виртуальные модели разных деталей и тому подобное. Более того, преподаватели используют сеть интернет как пространство своей деятельности. Они записывают видео-лекции, публикуют лекции в текстовом формате, а также в виде презентаций. В связи с этим появляются интерактивные обучающие сайты, такие как:

1. Moodle.org;

2. Stepic.org;

3. Intuit.ru и другие.

Считается, что при обучении 70% знаний студент должен получать результате самостоятельной деятельности и тогда они будут усвоены наиболее эффективно, так как изучаемый материал фиксируется наиболее надежно при активном вовлечении обучающегося в учебный процесс. И поэтому дистанционное обучение, в виде вспомогательных пособий, одно из самых лучших решений для самообучения. При этом обучающийся может продвигаться в обучении в своем собственном ритме, просматривя материал неоднократно в комфортных условиях вне учебной аудитории или концентрировать свои силы на более сложных темах. В современном мире вне зависимости от состояния здоровья, возраста и места жительства люди приобрели возможность получать качественное, подтвержденное образование. А по данным инвестиционного портала на 3 месте по выгодным вложениям находится дистанционное обучение[1]. Многие дистанционные курсы выдают документы об усвоении определенного уровня знаний по конкретным курсам и зачастую они являются платными. Из-за простоты организации контроля усвоенных знаний, экзамены в виде теста стали обязательным атрибутом таких курсов. Таким образом, информационно-коммуникационные технологии в сфере образования играют значительную роль и данная область является одной из самых перспективных для дальнейшего развития.

Цель выпускной квалификационной работы заключается в написании Web-приложения, отвечающего следующим задачам:

1. Контроль усвоения соответствующих знаний и умений обучающегося;

2. Независимое и объективное оценивание этих знаний и умений;

3. Формирование независимой и объективной информации о результатах учебного процесса для обучаемого и обучающего.

1.Тестирование

1.1 Краткая история развития тестирования

Основоположником методов тестирования является Джеймс Маккин Кеттелл, автор многих психологических тестов, один из первых специалистов по психометрии и психодиагностике. Особый вклад в развитие тестирования внес Френсис Гальтон, в его книге "Исследование человеческих способностей и их развитие" описаны основы психологического тестирования[3]. Изначально развивалось психологическое тестирование, а в дальнейшем было предложено различать:

1. Тесты умственного развития (психологические);

2. Тесты учебных достижений (педагогические).

Эдуардом Ли Торндайком были созданы первые научно обоснованные снабженные определенными нормами педагогические тесты. Огромную роль в области отечественного тестирования сыграли Владимир Павлович Беспалько и Нина Федоровна Талызина. Они считали, что если нет достоверной диагностики, то и нет учебного процесса как такового.

Из-за непростой ситуации в нашей стране труды отечественных и зарубежных тестологов были не доступны друг другу и не известны некоторым из них.

И только в 1989 году в свет выходит учебное пособие "Основы научной организации педагогического контроля в высшей школе"[4].

В создании качественных тестов следует опираться на стандарты, так как сами тесты являются измерительным материалом. Вопросы стандартизации подняты и рассмотрены в работах Родионова Б.У. и Татура А.О. "Стандарты и тесты в образовании"[5]. Аспекты построения компьютерного тестирования рассмотрены в работе Нардюжева В.И., Нардюжева И.В. "Модели и алгоритмы информационно-вычислительной системы компьютерного тестирования"[6].

Современные технологии тестирования также оказывают большое влияние на организационную форму и на обработку результатов тестирования. Так Федеральный центр тестирования Минобразования РФ использовали программные разработки авторов для организации абитуриентского компьютерного тестирования по школьным и Вузовским курсам физики, информатики, а разрабатывались тестовые задания в Уссурийском государственном педагогическом институте, где создавались программные пакеты для тестирования и обработки полученных результатов.

Из приведенного, краткого обзора можно заключить, что тестирование широко используемое за рубежом, в России не достаточно широко используется, но намечена тенденция форсированного развития этого направления, особенно в образовании, что доказывается даны ми инвестиционного портала, где указано, что дистанционное обучение находится на 3 месте по выгодным вложениям.

1.2 Формы тестовых заданий

Содержание текста, соединяясь с формой задания, приобретает конкретный облик. Одна и та же форма заданий может применяться в разных учебных дисциплинах. Но только правильность и ясность оформления задания недостаточно для создания полноценного теста. Из-за неудачной формулировки задания допускается неоднозначное понимание вопроса, что ведет к некорректному результату тестирования. Также форма представления может сказаться на трудности восприятии содержания задания. Примеры формулировок заданий:

1. Скорость тела равно 4 км/ч. Рассчитайте путь, который пройдет тело за 3,5 часа.

2. По графику зависимости скорости от времени рассчитайте путь



Диаграмма 1. Зависимость скорости от времени

3. По диаграмме найдите путь.

Диаграмма 2. Скорость и время

1.3 Классификация тестовых заданий

Тесты обычно состоят из нескольких коротких заданий (вопросы, ситуации, задачи) и виды этих заданий весьма разнообразны. 24 формы тестовых заданий были предложены В.М. Распоповым[7], в связи с этим полезной является классификация заданий. Классифицировать тесты можно:

1. По характеру ответов (диаграмма 3. Классификация по характеру ответов);

2. По назначению (диаграмма 4. Классификация по назначению);

3. По средствам, используемым в процессе тестирования (диаграмма 5. Классификация по средствам, используемым в процессе тестирования);

4. По количеству одновременно исследуемых людей (диаграмма 6. Классификация по количеству одновременно исследуемых людей);

5. По форме ответа (диаграмма 7. Классификация по форме ответа);

6. По ведущей ориентации (диаграмма 8. Классификация по ведущей ориентации);

7. По степени однородности задач (диаграмма 9. Классификация по степени однородности задач);

8. По виду нормирования (диаграмма 10. Классификация по виду нормирования);

9. По характеру действий (диаграмма 11. Классификация по характеру действий).

Диаграмма 3. Классификация по характеру ответа



Диаграмма 4. Классификация по назначению

Диаграмма 5. Классификация по средствам, используемым в процессе тестирования

Диаграмма 6. Классификация по количеству одновременно исследуемых людей

Диаграмма 7. Классификация по форме ответа



Диаграмма 8. Классификация по ведущей ориентации

Диаграмма 9. Классификация по степени однородности задач

Диаграмма 10. Классификация по виду нормирования

Диаграмма 11. Классификация характеру действий

1.4 Принципы формулирования заданий с выбором

Не самым простым делом является формулирование заданий с выбором ответа. Некорректная формулировка вопроса или ответа может привести к неправильному решению и ввести в заблуждение тестируемого. Следование принципам разработки заданий с выбором правильного ответа способствует созданию качественных тестов. В.Аванесовым было выделена пара групп принципов формулирования заданий, первая группа используется при подборе ответов к вопросу, вторая - при разработке содержания заданий.

На основе следующих принципов можно осуществить подбор ответов:

1. Противоречивости;

2. Противоположности;

3. Однородности;

4. Кумуляции;

5. Сочетания;

6. Градуирования;

7. Удвоенного противопоставления.

Содержание тестов базируются на основе следующих принципов:

1. Фасетности;

2. Импликации.

Данные принципы оказывают огромную поддержку разработчику в создании качественных тестов.

1.5 Классическая, современная и теория Георга Раша

На основе классической теории тестов разработано большая часть интеллектуальных и личностных тестов. Основным принципом этой теории является согласованность результатов при повторном оценивании. Классическая теория тестов основывается на следующих пяти основных положениях:

1. Эмпирически полученный результат измерения представляет собой сумму истинного результата измерения и ошибки измерения (величины истинного результата и ошибки измерения обычно неизвестны);

2. Истинный результат измерения можно выразить как математическое ожидание;

3. Корреляция истинных и ошибочных компонентов по множеству испытуемых равна нулю;

4. Ошибочные компоненты двух любых тестов не коррелируют;

5. Ошибочные компоненты одного теста не коррелируют с истинными компонентами любого другого теста[4].

Большим минусом классической теории тестов является определение истинного тестового балла испытуемого. В группе хорошо подготовленных людей, результаты тестирования будут выше, чем в группе слабо подготовленных, то есть эмпирический тестовый балл зависит от многих условий (например, от трудности задания, уровня подготовленности испытуемых, количества заданий, условий проведения тестирования и так далее). Как правило, эмпирические данные получают на основе определенных выборок испытуемых в учебных группах, в которых люди активно взаимодействуют между собой в процессе обучения и в условиях неповторяющихся для других групп.

Современная теория тестирования - Item Response Theory (IRT), является частью более общей теории латентно-структурного анализа. Преимущества современной теории перед классической теорией тестов заключатся в следующем:

1. Качественные данные анализируются с помощью количественных методов;

2. Оценка трудности тестовых заданий не зависит от выборки испытуемых, на которых она была получена;

3. Оценка уровня подготовленности испытуемых не зависит от используемого набора тестовых заданий;

4. Неполнота данных (пропуск некоторых комбинаций тестовых заданий испытуемым) не является критичным.

В работе нас интересует латентный параметр «Уровень знаний по информатике». Латентный параметр - это свойство личности, недоступное для прямого наблюдения[18]. Для этого мы создаем систему индикаторов (индикатор - это некоторое средство воздействия (вопрос, тестовое задание), связанный с определенным латентным параметром, реакция на который, доступна для непосредственного наблюдения[18]), позволяющих оценить латентный параметр (конструкт). В данном случае конструктом является тест по информатике, а индикаторами - тестовые задания. Переход от индикаторных переменных к латентным параметрам - это основная задача IRT.

Теория Георга Раша - Rash measurement, так называемая однопараметрическая (теория) IRT. Включает преимущества IRT над классической теорией (с полным перечнем преимуществ модели Раша можно ознакомиться в работе М. Уилсона[8]). Об оригинальности теории Г. Раша свидетельствует то, что вся разработка сделана на языке математики, то есть не имеет конкретной привязки к психологии или педагогике и к измерению определенного свойства личности. Главный минус RM заключается в том, что проведение качественных измерений возможно при четко выраженном конструкте сформулированных заданиях в наиболее подходящей для данного вида знания тестовой форме.

1.6 Выводы по первой главе

В формировании тестовых заданий является важным не только постановка вопроса, но и форма организации. В программе будут использованы следующие формы ответов:

1. Дополнения;

2. С выбором одного верного ответа.

Данные формы представления ответов можно увидеть в заданиях единого государственного экзамена, что подтверждает актуальность использования подобных форм. Принципы создания заданий с выбором ответа будут комбинироваться в разрабатываемой системе.

Также был разработан пробный список заданий по информатике.

Тестовые задания с выбором одного правильного ответа:

1. Выберите вариант, где неравенство записано правильно

1.1.

1.2.

1.3.

1.4.

2. Дано выражение , в какой системе счисления записано число 12?

2.1. 4

2.2. 8

2.3. 10

2.4. 16

3. Выберите таблицу истинности соответствующую выражению

a	b	c
0	0	0	1	1	1
0	0	1	1	0	1
0	1	0	1	0	1
0	1	1	1	0	1
1	0	0	1	0	1
1	0	1	1	0	1
1	1	0	1	0	1
1	1	1	1	0	1
a	b	c
0	0	0	1	1	1
0	0	1	1	0	1
0	1	0	1	0	1
0	1	1	1	0	1
1	0	0	1	0	1
1	0	1	1	0	1
1	1	0	0	0	0
1	1	1	0	0	0
a	b	c
0	0	0	1	0	1
0	0	1	1	1	1
0	1	0	1	1	1
0	1	1	1	1	1
1	0	0	1	1	1
1	0	1	1	1	1
1	1	0	0	1	1
1	1	1	0	1	1

Тестовые задания открытого типа (дополнение):

1. Переведите числа в из одной с/с в другую:

1.1.

1.2.

1.3.

1.4.

1.5.

1.6.

1.7.

1.8.

1.9.

1.10.

2. Выполните операции:

2.1.

2.2.

2.3.

2.4.

3. Найдите дополнительный код чисел:

3.1.

3.2.

3.3.

2. Выбор программного обеспечения для тестирования знаний студентов младших курсов Армавирского государственного университета по информатике

контроль программа тестирование информатика

Многие развитые страны активно разрабатывают, внедряют и используют информационно-коммуникационные технологии в образовательных целях. Например, в российских школах был введен электронный дневник. Он позволяет родителям получать доступ к любой информации об учебе. Следует заметить, что эра исправления оценок и двойных дневников осталась позади. Теперь можно просматривать интересующую информацию 24 часа в сутки 7 дней в неделю ежегодно. Родителям предоставляется возможность следить за:

1. Изменениями в расписании;

2. Итоговыми и текущими оценками ребенка;

3. Заданными домашними заданиями;

4. Ходом учебного процесса.

Информация может поступать на мобильный телефон или электронную почту родителя. Также родители могут в режиме реального времени общаться с преподавателями и любыми другими родителями, обмениваться с ними файлами. Если ученик не сможет присутствовать на занятиях, то с помощью электронного дневника родители ребенка смогут предупредить об этом преподавателя. А когда нет отметки о присутствии ребенка на определенную дату, и он не пришел в школу, то администрация школы должна начать его поиски через 5 минут после первого звонка.

Еще одним ярким примером применения информационных технологий является то, что во многих крупнейших учебных заведениях мира используют программу LMS Moodle. Данная программа представлена пользователям на более чем 75 языках, и распространяется как программный пакет с открытым кодом, под лицензией GNU GPL. Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" также использует систему, основанную на программном продукте LMS Moodle. Такая система (LMS HSE) позволяет студентам:

1. Иметь доступ к материалам пройденных и текущих дисциплин;

2. Размещать выполненные задания в различных типах данных;

3. Общаться с преподавателями и учебным офисом;

4. Получать новую информацию касательно учебного процесса в виде новостной ленты или уведомлений;

5. Контролировать список учебной литературы взятой из библиотеки;

6. Просматривать расписание в режиме онлайн;

7. Иметь доступ к электронным зачетным книжкам;

8. Записаться на общеуниверситетские факультативы;

9. Иметь доступ к календарю, форуму.

Актуальность компьютеризации образовательного процесса закреплено в распоряжении Правительства РФ[2]. Где говорится о создании и внедрении системы, обеспечивающей доступность качественного образования вне зависимости от состояния здоровья, места жительства и квалификации учащегося. Также указано на создание условий для ежегодного участия не менее 50% работоспособных граждан в получении доступного качественного образования. Все это направлено на повышение эффективности и качества обучения, а также увеличения количества учащихся. Тестирование же является одной из форм проведения экзаменов с повышенной объективностью оценки знаний обучающихся. Из-за простоты и минимизации затрачиваемых ресурсов, данный вид экзамена является самым распространенным в дистанционном образовании. Основные задачи тестирования:

1. Проверка соответствий знаний и умений учащегося;

2. Выставление независимой и объективной оценки;

3. Получение информации о результатах учебного процесса.

Также в тестовой форме могут проводиться аттестации, зачеты, коллоквиумы.

Обзор аналогов

Система тестирования не нова. С момента возможности получения информации появилась и необходимость проверки знаний. Проверка полученных знаний принимала разные виды представлений и в следствие распространенности сети Internet, получила новую форму в виде Web-приложения. Существует много систем для тестирования студентов младших курсов по предмету информатика, в данном разделе представлен краткий обзор наиболее популярных из них.

На сайте Армавирского государственного университета кафедрой информатики и ИТО представлен сборник тестов по одноименному направлению. Тесты включают в себя 100 тестовых заданий, и разработанные в формате MS Word в формате "вопрос, варианты ответа", в конце теста представлена таблица с ответами[10]. Текстовый документ сразу скачивается, как и с сайта timk.ru скачиваются инсталляторы тестов, но для работы с тестами необходимо на персональный компьютер устанавливать программу "Универсальный тест". То есть для прохождения теста надо установить дополнительную программу и в зависимости от операционной системы приложение "Универсальный тест" может не установиться, что доставляет определенные неудобства для пользователей[11]. Из-за технологии "клиент-сервер" используемый в Web-приложениях, где клиентская часть реализует пользовательский интерфейс, не возникает проблемы зависимости от конкретной операционной системы пользователя. А на сайте Московского института электроники и математики НИУ ВШЭ не представлены тестовые задания для закрепления и проверки знаний, представлены только программы курсов с примерами контрольных работ. Также не используется для решения подобных задач виртуальная обучающая среда LMS[12]. Для повышения эффективности знаний разрабатывается подобное Web-приложение.

Часто в доступной среде для обучающегося не представлены даже программы для прохождения тестов, а только ответы на распечатанные задания или просто распечатанные тесты. Такие задания можно увидеть, например, на сайтах: "Тесты и тестирование"[13], "Библиофонд"[14] или "Декан-нн"[15].

На сайте Geetest представлены школьные тесты по информатике по 8 темам и по 32 вопросам в тестировании. При этом пользователям задается время, отводимое на один вопрос в диапазоне от 10 секунд и до 10 минут. Если тестируемый не успевает ответить за отведенное время на поставленный вопрос, то задание меняется на следующее и отмечается как невыполненное. Ощутимый минус такой системы - это невозможность вернуться к ответу на вопрос позже.

Для операционной системы Android разработано приложение Gee test, для работы которого необходимо загрузить тест на телефон, но грамматическая ошибка на главном баннере сайта не вызывает доверия. После прохождения теста результат выводится в процентном соотношении и количестве верных и неверных ответов, также можно посмотреть какие задания были решены правильно, а какие не правильно и узнать правильный ответ[16].

В сравнении с Gee test сайт Банк Тестов.ru ему уступает. Так в последнем нет ограничений по времени, так как тесты создают сами пользователи, нет структурированности в темах, нет возможности отложить и вернуться к вопросу. По окончанию теста выводятся только количество баллов и оценка, просмотреть, где была сделана ошибка и правильный ответ не представляется возможным[17].

На сайте Экзамен.ru представлено всего 2 теста по информатике. При этом зафиксировано время прохождения теста, равное 30 минутам, которое невозможно изменить. Задания выведены списком и отмечаются в произвольном порядке, есть кнопка "отложить вопрос", которая при завершении тестирования оповещает о метке и при необходимости возвращает обратно на тест, снимая метку с этого вопроса, сохраняя все выбранные варианты ответа. Если в тесте был не выбран какой-либо вопрос, при завершении об этом тоже выводится сообщение с возможностью вернуться обратно к тесту. И все это при условии, что есть еще время на прохождение теста. В конце выдается информация о количестве правильных, неправильных и пропущенных вопросах в процентном соотношении и список неправильных ответов на поставленные вопросы, а при нажатии на вопрос с неправильным результатом открывается новое окно браузера с правильным ответом, но при этом не сохраняется ответ, который ввел пользователь[18].

Для наглядного сравнения разных тестовых систем представлена таблица 1.

Таблица 1. Обзор аналогов тестовых систем

№	Название ресурса	Онлайн тестирование	Наличие таймера	Просмотр ответов	Дополнительная информация
1.	Армавирский гос. педагогический университет	Нет	Нет	Таблица ответов в конце текстового документа	Текстовый документ с заданиями
2.	Универсальный тест	Нет	Есть	Список правильных и неправильных ответов	Установка приложения на персональный компьютер
3.	Тесты и тестирование	Нет	Нет	Список ответов в конце страницы сайта	Нет
4.	Декан-нн	Нет	Нет	Список ответов в конце страницы сайта	Нет
5.	Gee Test	Есть	Есть	Результат выводится в процентном соотношении и количестве верных и неверных ответов, также можно посмотреть какие задания были решены правильны, а какие нет и узнать правильный ответ	Установка приложения на Android
6.	Библиофонд	Нет	Нет	Таблица ответов в конце страницы сайта	Нет
7.	Банк тестов	Есть	Есть	Количество правильных и неправильных ответов и их процентное соотношение. А также выводится список ответов.	При просмотре ошибок не сохраняются варианты ответов, которые выбрал пользователь
8.	Московский институт электроники и математики НИУ ВШЭ	Нет	Нет	Нет	Нет

Как видно из таблицы 1., для обзора представлены 7 тестовых систем - это тесты Армавирского государственного педагогический университета, Универсальный тест, Тесты и тестирование, Декан-нн, Gee Test, Библиофонд и Банк тестов. Из представленных тестовых систем только 2 имеют Онлайн форму, а остальные 5 не имеют таковой, то есть они ограничены для пользования в силу различных причин. Наличие таймера отмечено только у 3 тестовых систем, а отсутствие у - 4, что расслабляет интенсификацию мозговой деятельности обучаемого. Просмотр ответов присутствует во всех тестовых системах, но в 4 тестовых оболочках выводится таблица ответов в конце текстового документа, что не информирует тестируемого о правильных или неправильных ответах и в целом не мотивирует его поднять свой текущий рейтинг.

Исходя из обзора аналогов, можно заключить, что ни одна система не является идеальной, у каждой есть свои недочеты. А тестирование как вид учебной деятельности является инструментом контроля учебного процесса. При этом развитая технология тестирования однозначно может являться эффективным средством контроля знаний на любых стадиях учебного процесса.

В разработке дипломного проекта предполагается учесть все недостатки существующих систем и разработать систему облегчающую работу преподавателя и обучаемого. Также подобное Web-приложение даст возможность проверять уровень знаний «фрилансеров», проходящих онлайн обучение и в целом повысит эффективность обучения студентов. Московский институт электроники и математики НИУ ВШЭ представлен в таблице 1. как объект для актуализации подобных Web-приложений.

Для подготовки к тестированию можно использовать систему тестов-тренажеров, которая позволяет подготовить обучающихся к итоговым процедурам контроля качества знаний. Эти тренажеры должны содержать теоретический минимум по отдельным темам, дисциплинам, а также правильные решения заданий, подсказки к неправильным вариантам ответов.

Требования к разрабатываемой системе

1. Требования к составу и параметрам технических средств.

1.1. Компьютер пользователя: процессор с частотой 1,8 ГГц и выше; оперативная память 2Гб DDR3 и выше; свободное пространство на диске 5 Гб и больше; мышь; клавиатура; сетевой адаптер Gigabit Ethernet от 100 Мбит/сек.

1.2. Сервер: процессор с частотой 2 ГГц и выше; оперативная память 8Гб DDR3 и выше; свободное пространство на диске 10 Гб и больше; сетевой адаптер Gigabit Ethernet от 100 Мбит/сек.

2. Требования к информационной и программной совместимости.

2.1. Операционная система: Microsoft Windows 10, 8.1, 8, 7, Server 2012.

2.2. Программное обеспечение сервера: система управления базами данных MySQL Windows 5.5.

2.3. Для работы с системой необходимо клиент-серверный вариант взаимодействия.

3. Требования к условиям эксплуатации объекта разработки.

3.1. Система должна работать на исправном оборудовании.

3.2. Требования к условиям эксплуатации персонального компьютера изложены в технических документах, входящих в комплект его поставки.

Обоснование выбора программных средств

Главное отличие Web-приложения от обычного приложения заключается в том, что Web-приложение работает по клиент-серверной схеме. Клиентом в таком приложении выступает браузер, программа, которая, используя http запросы, общается с удаленным сервером. В качестве ответа Web-приложение выдает ресурс (HTML-страница, картинки, аудио и так далее) и браузер, получив этот ресурс, отображает его, используя правила HTML. Когда пользователь выполняет какое-либо действие (нажимает на кнопку), то снова генерируется запрос, сервер заново обрабатывает запрос и выдает ответ. Ресурсы могут быть двух типов:

1. Статические;

2. Динамические.

Статические ресурсы находятся на сервере и передаются пользователю в неизменном виде, в то время как динамических ресурсах сервер запускает некую программу, которая это ресурс генерирует. То есть пользователю передается результат выполнения серверной программы. Написание динамических ресурсов называется серверное Web-программирование. Зачастую нет необходимости отказываться от какого-либо типа ресурса, и для лучшего восприятия, с точки зрения пользователя, в разработке сайта комбинируется статические и динамические ресурсы.

Для создания динамических Web-приложений можно использовать любые языки программирования, которые могут сгенерировать html страницы и передавать их по сети обратно как ответ клиенту. Фактически Web-приложение является дополнением Web-сервера.

Есть возможность создавать Web-приложения с использованием текстового редактора, например, Notepad++. Но текстовые редакторы не подходят для создания сложной системы приложения, так как все части программного кода и разметки придется прописывать вручную. Зато является лучшим свободным текстовым редактором для изучения основ языков разметки и редактирования исходных текстов программ.

Основным способом разработки Web-приложения под Windows является .NET Framework. В состав .NET Framework(а) входит ASP.NET, которая предоставляет функционал позволяющий приложению взаимодействовать с Web-сервером и генерировать страницы. Она появилась в результате слияния двух технологий Microsoft: Active Server Pages и .NET.ASP[19]. Не требуется никаких знаний о ASP.NET, что является большим плюсом в начале работе с ней, достаточно базовых знаний языков разметки. Также есть выбор в языках программирования.

Языки программирования в .NET:

1. Visual Basic.NET;

2. JScript.NET;

3. C++/CLI;

4. C#;

5. F#;

6. J#.

В разработке можно выбрать тот язык, который будет лучше подходить для конкретного случая или использовать все языки вместе. Технология ASP.NET основывается на подключаемом к Web-серверу модуле, который часть работы передает в .NET Framework. Конкретнее можно сказать, что этот модуль выполняет синтаксический анализ файла: разбивает на отдельные команды, для создания общей структуры программного кода; организует команды внутри определения встроенного класса. Далее этот класс используется для определения специального объекта ASP.NET Page, одна из задач, которая выполняется этим специальным объектом, ? это генерация HTML-потока, его можно отослать на IIS (Internet Information Services), а оттуда пользователю.

В современной версии ASP.NET(а) есть два подхода в создании Web-приложения это:

1. ASP.NET MVC;

2. ASP.NET Web Forms.

Web Forms изначально проектировалась для реализации потенциала модели ускоренной разработки RAD (Rapid Application Development) в среде Web. В связи с этим направление большей части характеристик и ключевых концепций ASP.NET было направленно на производительность программирования. Модель Web Forms основывается на трех основных концепциях:

1. Обратная передача страниц;

2. Состояние просмотра;

3. Серверные элементы управления.

Позднее был разработан ASP.NET MVC Framework. Он представляет собой платформу для создания сайтов с использованием шаблона MVC (Model-View-Controller). Лежащий в основе паттерн MVC подразумевает взаимодействие трех частей: модели, представления и контроллера. Контроллер обеспечивает связь между системой и пользователем. Он получает вводимые пользователем данные и при необходимости обращается к модели и генерирует соответствующее представление. Представление - это пользовательский интерфейс приложения (HTML-страница, с помощью которой пользователь, зашедший на сайт, взаимодействует с Web-приложением). Модель - представляет данные и методы работы с этими данными, но не содержит информации, как эту информацию можно визуализировать[21]. Есть ряд преимуществ ASP.NET MVC перед ASP.NET Web Forms:

1. Отдельная разработка компонентов;

2. Лучшая тестируемость (за счет разделения ответственности);

3. Соответствие протоколу HTTP;

4. Повышенная гибкость.

Кроме того большое влияние оказало на выбор программных средств доступность и распространение среды разработки Visual Studio for Web. Более того Visual Studio дает возможность разработать мобильную версию Web-приложения, разрабатываемое приложение имеет адаптивный дизайн. Исходя из анализа Web-приложение будет написано в среде разработке Visual Studio for Web на языке программирования С#, с использованием паттерна MVC. Также будет использоваться стандартная база данных Microsoft SQL Server.

Диаграммы были разработаны посредством среды UML-моделирования Umbrello. Это приложение является свободным программным обеспечением, предназначенным для построения UML диаграмм. Umbrello поддерживает все стандартные типы UML-диаграмм. Формат файла, используемый при хранении диаграмм, основан на XMI[9].

UML является языком широкого профиля, это -- открытый стандарт, использующий графические обозначения для создания абстрактной модели системы, называемой UML-моделью. UML был создан для определения, визуализации, проектирования и документирования, в основном, программных систем. UML не является языком программирования, но на основании UML-моделей возможна генерация кода[18].

Назначение системы: выдача тестов, проверка тестов, выдача информации о прохождении тестов, хранение информации о студентах, их знаниях и результатах тестирования. Диаграмма классов -- диаграмма, демонстрирующая классы системы, их атрибуты, методы и взаимосвязи между ними[18].

Диаграмма классов включает 9 объектов (рис. 1. Диаграмма классов):

1. User - атрибуты: логин, пароль, ФИО;

2. Authorization - атрибуты: логин, пароль, статус; методы: получить логин и пароль из базы данных, зафиксировать дату и время входа в систему, пройти авторизацию;

3. Students - атрибуты: вариант; ссылка на тест, ссылка на группы; методы: пройти тест, получить результаты;

4. Group - атрибуты: название группы и список группы;

5. Tests - атрибуты: номер теста, информация по тесту, вводимые данные, выводимые данные;

6. Results - атрибуты: статус и оценка;

7. Tester - атрибуты: список тестов, список заданий; методы: выдать задание, выдать результат;

8. Task- атрибуты: номер задания, текст задания, статус;

9. Teacher - атрибуты: пост; метод - изменить тест лист.

Рис. 1. Диаграмма классов

Диаграмма прецедентов (диаграмма вариантов использования) в UML - диаграмма, отражающая отношения между актёрами и прецедентами и являющаяся составной частью модели прецедентов, позволяющей описать систему на концептуальном уровне[18]. Диаграмма представлена на Рис. 2. Диаграмма вариантов использования. Пользователь, заходя на сайт, может авторизоваться, в зависимости от своей роли этот пользователь является или студентом, или преподавателем. Студент может пройти тест, после чего ему предоставляется возможность просмотреть результаты теста. Преподаватель может просмотреть результаты прохождения тестов студентами или ввести список заданий, где добавляет, редактирует или удаляет задание. Также после ввода заданий преподаватель вправе ввести список тестов, где может создать, редактировать или удалить тест. Задача сервера - это хранение результатов, проверки результатов и их выдачи студентам, хранение и выдача заданий.

Рис. 2. Диаграмма вариантов использования

Назначение диаграммы деятельности:

1. Моделирование процесса выполнения действий в разрабатываемой системе;

2. Описание поведения системы, в виде скоординированного последовательного или параллельного выполнения подчиненных элементов[18].

На Рис. 3. Диаграмма деятельности. Авторизация пользователя. После нажатия кнопки «Войти» серверу отправляется команда на авторизацию. Сервер получает информацию из базы данных. Если пользователь не зарегистрирован, выдаётся сообщение о том, что пользователь не зарегистрирован в системе. Система возвращается на получение команды. Если зарегистрирован, то проверяется логин и пароль на правильность. Если логин или пароль не верный, то пользователю выводится ошибка и загружается страница ввода данных на авторизацию. Если логин и пароль верны, пользователю выводится сообщение об удачной авторизации, после чего происходит возврат на главную страницу Web-приложения. Команда авторизации завершена.

Рис. 3. Диаграмма деятельности. Авторизация пользователя.

Рис. 4. Диаграмма деятельности. Тестирование программы. Команда на проверку тестов. Сервер получает ответы из базы данных и проводит проверку тестов. Если при тестировании была допущена ошибка, то выводится сообщение о её наличии и происходит возврат на получение команды. Если результаты проверены, данные сохраняются в базе данных, результаты теста отправляются пользователю. После чего система возвращается на получение команды. При получении команды на завершение работы, работа завершается.

Рис. 4. Диаграмма деятельности. Тестирование программы.

Назначение диаграммы состояний - описание последовательности операций, происходящих в системе в ответ на внешнее воздействие; взаимосвязь событий и состояний: событие - внешнее воздействие, состояние - значения атрибутов[18]. (рис. 5. Диаграмма состояний. Авторизация пользователя, рис. 6. Диаграмма состояний. Проверка теста)

Рис. 5. Диаграмма состояний. Авторизация пользователя

Рис. 6. Диаграмма состояний. Проверка теста

Назначение диаграммы последовательности - определение порядка взаимодействия системы с действующими лицами в процессе выполнения конкретного варианта использования[18].

Диаграмма представлена на рис. 7. Диаграмма последовательности. Взаимодействие преподавателя с системой. Пользователь, заполняя форму авторизации, передаёт запрос на авторизацию, далее идёт передача на проверку логина и пароля. В хранилище поступает запрос на получение данных, после чего сервер проверяет правильность данных и передает результат пользователю. Преподаватель запрашивает тест, идет запрос теста из базы данных, тест возвращается преподавателю, который может изменить задание, далее идет отправка на сохранение, тест сохраняется в базу данных и сохраненные изменения выводятся преподавателю.

Рис. 7. Диаграмма последовательности. Взаимодействие преподавателя с системой

И на рис. 8. Диаграмма последовательноти. Взаимодействие студента с системой. Пользователь, заполняя форму авторизации, передаёт запрос на авторизацию, далее идёт передача на проверку логина и пароля. В хранилище поступает запрос на получение данных, после чего сервер проверяет правильность данных и передает результат пользователю. Студент отправляет запрос на получение теста, в базе данных выбирается тест из списка тестов и возвращается пользователю. После заполнения теста, он отправляется на проверку, происходит сохранение результата в базе данных, также результат отправляется студенту.

Назначение диаграммы кооперации - представление структурных связей между отдельными объектами проектируемой информационной системы в контексте их взаимодействия[18]. Диаграммы кооперации представлены на рис. 9. Диаграмма кооперации. Взаимодействие преподавателя с системой. и рис. 10. Диаграмма кооперации. Взаимодействие студента с ситемой.



Рис. 8. Диаграмма последовательноти. Взаимодействие студента с ситемой

Примеры экранных форм представленны в приложении.

Рис. 9. Диаграмма кооперации. Взаимодействие преподавателя с системой



Рис. 10. Диаграмма кооперации. Взаимодействие студента с системой

Заключение

Тестирование, как вид учебной деятельности и инструмент контроля в учебном процессе, оптимизирует образовательный процесс и контроль качества подготовки специалистов.

Задача разработки системы тестирования студентов младших курсов по предмету информатика решалась в представленной выпускной квалифицированной работе.

В дипломной работе описан механизм создания Web-приложения для тестирования студентов по предмету информатика для контроля усвоения и оценивания знаний и умений обучающихся.

Актуальность поставленной задачи обусловлена необходимостью автоматизации процесса проверки имеющихся знаний у студентов. Согласно программе дисциплины «Информатика и программирование» формат проведения проверочных работ остается на выбор преподавателя. Использование данного Web-приложения в учебном процессе значительно облегчит функции преподавателя, исключит субъективный фактор при оценке знаний.

В работе был проведен анализ существующих аналогов тестовой системы, а именно:

1. Тестовая система Армавирского гос. педагогического университета;

2. Универсальный тест;

3. Тесты и тестирование;

4. Декан-нн;

5. Gee Test;

6. Библиофонд;

7. Банк тестов.

Наличие у вышеперечисленных продуктов таких недостатков, как ограничение для пользования в режиме реального времени в силу разных причин, не информативное представление результатов теста, объясняет необходимость написания собственного программного продукта

По результатам анализа выбрана среда разработки Visual Studio for Web, которая отличается сравнительно небольшим временем, затрачиваемым на разработку Web-приложения, а использование MVC паттерна снижает сложность разработки.

В дальнейшем планируется расширение функционала программы и информационной базы с тестовыми заданиями. Возможна интеграция разработанных заданий в систему единой образовательной среды LMS HSE. Однако доступ к данной системе, могут получить только студенты обучающихся по очной или очно-заочной формах обучения в Высшей школе экономики, что существенно сужает круг пользователей.

В системе будет размещен учебный материал соответствущий рабочей программе дисциплины. В дальнейшей разработке система будет содержать более 300 тестовых заданий по предмету информатика, в случайном порядке формируя варианты тестов. Что повысит защищенность банка тестов. Каждый вариант состоит из 9 заданий[22].

Разработка процедуры тестирования и схемы внедрения её в учебный процесс, а также мониторинг является необходимым, так как этот инструмент даст возможность представить объективную информацию об истинном уровне знаний и умений студентов и качестве подготовки выпускников.

Список использованных источников

1 Гальтон Ф. "Исследование человеческих способностей и их развитие", 1883

2 Аванесов В.С. Основы научной организации педагогического контроля в высшей школе. -М., 1989

3 Родионов Б.У., Татур А.О. Стандарты и тесты в образовании. -М.: МИФИ, 1995.

4 Нардюжев В.И., Нардюжев И.В. Модели и алгоритмы информационно-вычислительной системы компьютерного тестирования. Монография. -М.: Прометей, 2000

5 Распопов В.М. Программирование и организация самостоятельной работы учащихся. М.: Высшая школа, 1965

6 Wilson M. Constructing Measures: An Item Response Modeling Approach. - Mahwah, New Jersey: Lawrence Erlbaum associates, 2005.

7 Зимняя, И. А. Педагогическая психология / И. А. Зимняя. - М.: Логос, 1999. 384 с.

8 Роберт, И. В. Современные информационные технологии в образовании / И. В. Роберт. - М.: Школа-Пресс, 1994.

9 Ким В.С. Тестирование учебных достижений. Монография. Уссурийск: УГПИ, 2007. - 214с.

10 Беспалько В.П. Программированное обучение. Дидактические основы. М., 1970

11 Майоров А.Н. Теория и практика создания тестов для системы образования. М.: «Интеллект-центр», 2001

12 Челышкова М.Б. Теория и практика конструирования педагогических тестов: Учебное пособие. М. Логос, 2002

13 Переверзев В.Ю. Критериально-ориентированные педагогические тесты для итоговой аттестации студентов. -М.: НМЦ СПО Минобразования РФ, 1999

14 Кречетников К.Г. Проектирование креативной образовательной образовательной среды на основе информационных технологий в вузе. Госкоорцентр, 2002

15 Фалалеева О.Н. Оценивание учебных достижений методом мягкого тестирования. Вестн. МГОУ. Серия "Открытое образование". - 2(33). Т. 2. 2006. - М.: МГОУ. С. 126-130

16 Буравлев А.И., Переверзев В.Ю. Выбор оптимальной длины педагогического теста и оценка надежности его результатов. http://www.e-joe.ru/sod/99/2_99/st160.html (Дата обращения: 14.05.2016)

17 Gronlund N.E. How To Construct Achievement Test. -N.J.: Prentice Hall, 1998

Приложение

Рис. 11. Главная страница

Рис. 12. Контакты

Рис. 13 Лекции



Рис. 14. Авторизация пользователя

Рис. 15. Прохождение теста

Размещено на Allbest.ru