Реферат на тему:

Комп’ютерні системи тестування на основі технології трирівневих баз
даних

Використання комп’ютерних програм для проведення такої форми контролю
знань як тестування стає все більш поширеним явищем. Комп’ютерні системи
тестування (КСТ) використовуються як окремо, так і як складові частин
інших систем – дистанційних систем навчання, електронних підручників
тощо [1, 2]. Об’єктивність отриманих за допомогою КСТ результатів
залежить від двох чинників: професійно складених тестових завдань та
якості КСТ, яка використовується. Відсутність єдиних вимог до КСТ
призвела до появи великої кількості програм, багато з яких не
відповідають сучасним потребам. Тому є актуальною розробка якісних
систем тестування.

Методиці розробки тестових завдань присвячено багато робіт, серед яких
слід виділити [3, 4]. Загальна класифікація педагогічних програмних
продуктів наведена у статті [5]. Стрімкий розвиток інформаційних
технологій та засобів комунікації полегшив доступ користувачів до мережі
Інтернет та надав можливість отримання інформації та знань на відстані
[2, 6, 7]. Тому, розробляючи комп’ютерні системи тестування, слід
враховувати як сучасні тенденції у методиці тестування, так і останні
можливості в інформаційних технологіях.

Мета цієї статті – провести аналіз існуючих КСТ, класифікувати їх
залежно від архітектури бази даних (БД), яка використовується, та
визначити найкращу архітектуру для використання в сучасних КСТ з точки
зору навчального процесу та сучасних інформаційних технологій. Як
приклад розглянуто розроблену автором КСТ – «Інформаційна система ВНЗ
2.0.1».

Аналіз сучасного стану програмного забезпечення (ПЗ) для тестування
показав, що КСТ можна поділити на декілька категорій, а саме:

1. Клієнтські програми встановлюються на кожну машину користувача
окремо. Файли з тестовими завданнями та результати зберігаються також на
цих машинах (використовується централізована архітектура або БД взагалі
відсутня).

2. Клієнтські програми встановлюються на кожну машину користувача
окремо, а файли з тестовими завданнями та результати зберігаються на
окремому сервері (використовується клієнт-серверна технологія).

3. Як клієнтська програма використовується web-браузер, сервером
додатків є web-сервер, а всі дані зберігаються у БД за допомогою системи
керування базами даних — СКБД (використовується технологія трирівневих
БД).

КСТ, які відносяться до першої категорії, доцільно розробляти або
використовувати лише у навчальних закладах, дисплейні класи яких
працюють під керуванням MS-DOS чи подібних систем або за відсутності
локальної мережі. До цієї категорії можна віднести такі програми: MyTest
http://mytest.klyaksa.net/, MultyTest
http://pavel.przone.ru/testing.html.

Програми, які відносяться до другої категорії, на відміну від програм
першої категорії, забезпечують централізоване зберігання та обробку
даних — усі дані зберігаються на одному комп’ютері, що полегшує резервне
копіювання, оновлення інформації, створення обмежень для запобігання
несанкціонованому доступу до даних. За певних умов до цієї категорії
можна віднести програму Expert [8].

Найбільш перспективними є системи, які створено саме на основі
технології трирівневих БД (рис. 1). Такі системи мають багато переваг,
перед системами тестування першої та другої категорій, а саме:

зручність у разі оновлення ПЗ — оновлення ПЗ здійснюється лише на
сервері, що потребує менше часу та зусиль, а також полегшує супровід
системи;

легкість масштабування — для того щоб провести тестування у новому
класі, не потрібно встановлювати будь-яке додаткове ПЗ. Усе що вам
потрібно – web-браузер, який присутній у будь-якій операційній системі
(ОС), та доступ до сервера за допомогою локальної мережі;

кросплатформеність — система не залежить від типу операційної системи,
яку встановлено на машині користувача, що дозволяє використовувати як
старенькі Pentium — 75 під керуванням Windows 95/98, так і сучасні Core
2 Duo або Athlon X2 під керуванням Windows 2000/XP/Vista або сучасного
Linux і навіть Apple Macintoch під керуванням MacOS. А це, як наслідок,
дозволить заощадити Ваші кошти;

у подальшому такі системи з мінімальними затратами часу можуть бути
адаптовані для використання у дистанційному навчанні.

Переваги такої системи за наявності лише одного дисплейного класу будуть
непомітними порівняно, наприклад, з п’ятьма або десятьма класами.
Основним недоліком таких систем є обов’язкова наявність локальної
комп’ютерної мережі та більш серйозні вимоги до комп’ютера, який
використовується як сервер. До цієї категорії відносяться такі КСТ як
Moodle http://download.moodle.org/ та OpenTest http://opentest.com.ua/
[9].

КСТ «Інформаційна система ВНЗ 2.0.1» була розроблена автором особисто.
За СУБД було обрано MySQL 5 [10], а для створення Web-додатків – PHP 5
[11], з використанням CSS та JavaScript. Активне використання методів
об’єктно- орієнтованого програмування, «збережених процедур» (хранимых
процедур) значно полегшило розробку та супровід системи та дозволило
створити її дійсно модульною. КСТ має український інтерфейс, усі дані
зберігаються за допомогою кодування UTF8, що надає можливість зберігати
дані різними мовами. Однією з переваг цієї системи є те, що вона може
бути використана будь-якою кафедрою для перевірки знань з будь-якої
дисципліни. Недоліком системи, на даний час, можна вважати наявність
завдань лише закритого типу. Протягом 1,5 року кафедрою інформаційних
технологій використовувалась перша версія цієї системи, яка добре себе
зарекомендувала. Під час її експлуатації було виявлено низку недоліків.
З урахуванням цих недоліків було створено другу версію КСТ, яка зараз
перебуває у стані тестування.

Експлуатація системи здійснювалась кафедрою Інформаційних технологій
Донецького державного університету управління. Системою користувались 22
викладачі кафедри, та близько 1600 студентів. Як сервер використовується
звичайний комп’ютер – Celeron 3ГГц 512Мб, який водночас є робочим місцем
автора цієї статті. На сервері встановлено операційну систему Mandriva
Linux 2008 Free (перший рік використовувалась Mandriva Linux 2006 Free).
Як робочі місця студентів використовувались 113 персональних комп’ютерів
від Pentium-75, 64 Мбайт, Windows 98 до Celeron 2,2 ГГц, 512 Мбайт,
Windows XP. Дисплейні класи розташовано у трьох окремих корпусах. У
травні 2008 розпочалась експлуатація системи чотирма викладачами кафедри
іноземних мов з метою проведення підсумкового контролю з англійської
мови.

Розглянемо основні можливості та функції цієї системи. Вона створена на
модульній основі та має такі модулі:

1. Безпека – призначено для запобігання несанкціонованому доступу до
системи, зміни даних тощо.

2. Навчання – призначено для організації навчального процесу. На даний
момент — це створення, редагування або перегляд дисциплін та їх
змістових модулів, спеціальностей, за якими навчаються студенти. У
майбутньому планується додати електронні підручники.

°

?

?

??{?Тестування – призначено для забезпечення процесу тестування.

4. Кадри – призначено для внесення, перегляду або редагування інформації
про фізичних осіб (викладачів та студентів), факультети, кафедри, групи.

Особливу увагу було приділено модулям безпеки та тестування. Розглянемо
їх більш детально.

Модуль «Безпека». Для забезпечення належного рівня безпеки КСТ було
зроблено таке:

1) усіх користувачів поділено на групи (студент, викладач, завідуючий
кафедрою);

2) усі користувачі здійснюють доступ до системи, використовуючи логін,
який є унікальним та пароль;

3) введено поняття сеансу тестування, у разі призначення якого викладач
обирає шаблон тесту, групу студентів, аудиторію, у якій буде проводитися
тест, та проміжок часу, протягом якого можна здійснити реєстрацію в
системі та відповісти на запитання;

4) доступ до системи здійснюється на основі механізму сесій, який було
розроблено спеціально для цієї системи;

5) розподіл прав доступу здійснюється для користувачів та їх груп;

6) система є невразливою до атак типу SQL-INJECTION.

Модуль «Тестування». Викладачі мають можливість призначати сеанси
тестування, додавати нові шаблони тестів, підрозділи та запитання,
редагувати власні запитання та переглядати ті, що вже існують. Під час
створення шаблону тесту викладач вказує назву шаблону, розділ
(змістовний модуль), загальну кількість запитань та балів. Далі
створюється структура шаблону, де вказується кожний з його підрозділів
та кількість запитань у ньому. Перегляд звітів, що містять статистику
помилок, дозволяє викладачеві зрозуміти, який матеріал був погано
засвоєний студентами та потребує додаткового пояснення. Звіт зі
статистикою помилок має вигляд таблиці, аналіз якої можна здійснювати у
web-браузері або копіювати для подальшого аналізу до OpenOffice Calc або
MS Excel.

Аналіз помилок по потоку показує що в цілому студенти підійшли більш
відповідально до самостійної роботи. А на перше запитання з табл. 2, яке
було висвітлене під час занять, припадає найбільша кількість помилок. Це
свідчить про необхідність повторного пояснення цього питання перед
іспитом. У майбутньому йому слід приділити більше уваги або виключити це
запитання взагалі, якщо воно не є актуальним. Надзвичайно важливим
залишається питання коректності тестових завдань. КСТ дозволяють лише
заощадити час на перевірку даних та приділити більше уваги безпосередньо
аналізу отриманих результатів та методично правильній побудові запитань.

Для кожного студента система генерує запитання випадковим чином згідно
шаблону. За достатньої кількості запитань у базі за певним підрозділом
запитання у всіх студентів в аудиторії можуть бути зовсім різними. За
недостатньої кількості, у різних студентів запитання відображаються в
різному порядку, тому вірогідність існування двох однакових наборів
запитань для тестування практично виключається. Таким чином,
виключається ситуація, коли один студент відповідає на запитання та
передає другому послідовність відповідей.

Студенти під час тестування можуть пропустити запитання, а потім
повернутися до них. У випадку розірвання з’єднання із сервером з
будь-якої причини студент має можливість продовжити відповідь на ті
запитання, на які ще не встиг відповісти. Після тестування студент
одразу отримує звіт, у якому містяться кількість набраних балів,
кількість правильних відповідей та перелік запитань, на які він дав
неправильну відповідь. Відсутність правильної відповіді на запитання
спонукає його до самостійного пошуку та вдосконалення знань. Студенти
також мають можливість пробного тестування, яке не має обмежень за часом
та місцем тестування. Таким чином, студенти звикають до КСТ і контрольні
тестування не стануть для них несподіванкою.

Висновки. Проведено аналіз існуючих КСТ та наведено їх класифікацію.
Найкращими для використання у навчальному процесі є КСТ, розроблені з
використанням технології трирівневих баз даних. Такі системи мають такі
переваги: зручність у разі оновлення ПЗ, легкість масштабування,
кросплатформеність, доступ до системи з будь-якого комп’ютера локальної
мережі навчального закладу, оперативна перевірка та аналіз результатів
тестування. За допомогою розглянутої КСТ «Інформаційна система ВНЗ
2.0.1» показано приклад аналізу результатів тестування для підвищення
ефективності навчального процесу.

Подальший розвиток КСТ «Інформаційна система ВНЗ 2.0.1» полягає у
подальшому:

створенні можливості використання у тестах графічної та аудіо
інформації;

розширенні типів запитань, які можна використовувати, а саме: на
відповідність та обрання правильної послідовності;

створенні «конструктора звітів»;

інтеграції тестів з електронними підручниками;

створенні електронної бібліотеки.

Список джерел:

Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: Учебное пособие. –
М.: Народное образование, 1998. – 256 с.

Морев И. А. Образовательные информационные технологии. Часть 3.
Дистанционное обучение: Учеб. пособие. – Владивосток: Изд-во
Дальневосточного университета, 2004. – 150 с.

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. – 217 с.

Майоров А. Н. Теория и практика создания тестов для системы образования.
(Как выбирать, создавать и использовать тесты для целей образования) /
А. Н. Майоров. – М.: Интеллект-центр, 2001. – 296 с.

Архипова А.И., Шапошникова Т.Л., Лаврентьев А.В. Типология
педагогических программных продуктов и этапы их проектирования //
Педагогическая информатика. – 2002. – №4. – С. 40–45.

Шишкіна М.П., Тенденції розвитку та використання інформаційних
технологій в контексті формування освітнього середовища / Шишкіна М.П.
// Інформаційні технології і засоби навчання. – 2006. – № 1. – Режим
доступу: http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/ITZN/em1/emg.html. –
Заголовок з екрану.

Сінько Ю.І. Інтегроване програмне середовище системи навчання
математичної логіки «МатЛог» [Електронний ресурс] / Ю.І. Сінько //
Інформаційні технології і засоби навчання. – 2007. – № 3. – Режим
доступу: http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/ITZN/em3/emg.html. –
Заголовок з екрану.

Єфіменко В.С. Комп’ютерне тестування як складова системи педагогічної
діагностики компетентності школярів із теми «Табличний процесор»
[Електронний ресурс] / В.С. Єфіменко // Інформаційні технології і засоби
навчання. – 2008. – № 1. – Режим доступу:
http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/ITZN/em5/emg.html. – Заголовок з
екрану.

Дюмін О. Комп’ютерна система тестування знань з української мови за
програмою open TEST 2.0 [Електронний ресурс] / О. Дюмін //
Українознавство. – 2006. – № 4 – Режим доступу:
http://www.ualogos.kiev.ua/text.html?id=636&number=61&category=10. –
Заголовок з екрану.

Кузнецов М.В., Симдянов И.В. Самоучитель MySQL 5. – СПб.: БХВ-Петербург,
2006. –560 с.

Конверс Тим, Парк Джойс, Морган Кларк. PHP 5 и MySQL. Библия
пользователя. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2007. – 1216 с.

Похожие записи