CC BY
71
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
DOI: 10.24143/2072-9502-2017-4-122-128 УДК 004.415.2
Н. В. Яндыбаева, А. О. Кулькова
ПРОГРАММНЫЙ ТЕСТИРУЮЩИЙ МОДУЛЬ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
Для проведения компьютерного тестирования знаний обучающихся по объектно-ориентированному программированию был разработан программный тестирующий модуль «Тест», который может стать элементом электронной информационно-образовательной среды вуза и реализовать возможности дистанционного обучения в рамках использования стандарта SCORM. Информационно-образовательные ресурсы в формате SCORM обладают доступностью, адаптируемостью, эффективностью, долговечностью и интероперабельностью. Информационно-образовательный ресурс, реализованный в виде SCORM-пакета, взаимодействует с системой управления LMS, которая внедрена в образовательный портал и передает необходимую информацию. Программа создана в среде Microsoft Visual Studio 2015 на языке C#. Предлагаемый тестирующий модуль позволяет одновременно на нескольких компьютерах проводить тестирование без дублирования вопросов. Программа обрабатывает и выводит результаты тестирования. Тест может быть создан в простом текстовом редакторе и содержать любое количество вопросов. Допускается вставка HTML-тегов форматирования текста, любых символов и картинок внутри вопросов. Уровень сложности вопроса и время тестирования определяются преподавателем дифференцированно - с учетом уровня подготовки студента. После завершения тестирования пользователь может ознакомиться с подробными результатами тестирования и получить рекомендации для дальнейшего изучения темы. Результаты тестирования сохраняются в Excel-файл и позволяют отследить динамику уровня знаний обучающихся. Приведена диаграмма перехода фокуса управления программой. Представлена также схема взаимодействия компонентов и сервисов LMS Moodle с использованием программного модуля «Тест».
Ключевые слова: программный модуль, тестирование, объектно-ориентированное программирование, качество образовательного процесса, дистанционное образование.
Введение
В настоящее время проблема оценки качества образовательного процесса является актуальной в силу большого числа требований, предъявляемых потенциальными работодателями к выпускникам высших учебных заведений [1-3]. Важную роль в получении качественного образования играет дистанционное обучение благодаря своей доступности, массовости, возможности совмещения учебы и работы и пр.
Для повышения качества образовательного процесса в вузах широко применяется компьютерное тестирование, в рамках которого одновременно реализуются и функция контроля знаний обучающихся, и функция обучающего компьютерного тренажера. Тестирование имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными формами оценки знаний обучающихся: меньшая субъективность, единые критерии оценивания, психологическая комфортность обучающихся, экономия времени. Тесты признаны на государственном уровне как эффективное средство контроля качества подготовки обучающихся, о чем свидетельствует обязательное тестирование при прохождении вузом процедуры государственной аккредитации.
На рынке образовательных услуг существует множество тестовых систем: АСТ-Тест (http://www.ast-centre.ru/testirovanie/ast_test), OpenTEST2 (http://www.Opentest.com.ua), Асси-стент2, УТК, MyTest X и др. Как правило, подобные системы тестирования представляют собой специализированные программы, работающие в режимах off- и online, имеющие генераторы для
создания тестов и тестеры - модули для локального тестирования. Генератор тестов используется для создания и редактирования компьютерных и бланковых тестов, проведения сетевого тестирования и вывода отчетности, а сами тестеры осуществляют интерактивное взаимодействие с пользователем. Несмотря на очевидные достоинства, перечисленные тестирующие системы имеют и ряд недостатков.
К недостаткам системы АСТ-Тест можно отнести наличие некорректных вопросов и не всегда актуальных нормативных документов. Система тестирования знаний OpenTEST2 предназначена преимущественно для проведения итогового тестирования, экзамена. Система не реализует функцию обучения пользователей, т. к. в ней отсутствуют ссылки на теоретические материалы, подсказки. В программе Ассистент2 не учитываются индивидуальные особенности студентов, профессиональная направленность, отсутствует унификация терминологии и обозначений. В системе УТК генератор работает на одном компьютере и тестирование по локальной сети осуществляется только при включенном и отлаженном генераторе тестов.
Большинство из имеющихся в Интернете тестирующих систем являются коммерческими, многие снабжены рекламными баннерами и требуют специальной регистрации на сайтах компаний-производителей. Именно поэтому, несмотря на изобилие существующих программных продуктов для тестирования, не всегда можно отыскать необходимую тестирующую программу, не требующую от пользователей особых навыков работы и позволяющую преподавателю самостоятельно создавать контрольно-измерительные материалы (КИМы) по соответствующей дисциплине.
С учетом вышеизложенного задача исследования формулируется следующим образом: разработать тестирующую систему для дистанционного образования, которая была бы способной реализовывать как контролирующую, так и обучающую функции, обладала бы дружественным интерфейсом, позволяла бы преподавателю сократить время для создания КИМов и которую можно было бы легко интегрировать в информационно-образовательную среду вуза.
Разработка тестирующего модуля
Для решения поставленной задачи нами был разработан программный тестирующий модуль «Тест», который объединяет в себе достоинства всех известных тестирующих систем, а также обладает некоторыми преимуществами в сравнении с остальными. Предлагаемый тестирующий модуль разработан в среде Microsoft Visual Studio 2015 на языке C# [4]. Диаграмма перехода фокуса управления программным модулем приведена на рис. 1 [5].
Рис. 1. Диаграмма перехода фокуса управления тестирующим модулем
Тестирующий модуль «Тест» (рис. 2) позволяет проводить тестирование одновременно на нескольких компьютерах, причём вероятность повторения вопросов на каждом компьютере практически равна нулю, т. к. программа при каждом запуске случайным образом генерирует новый тест путём перемешивания вопросов из файла. Программа выбирает случайный вопрос из общего списка и выводит его на экран. Пользователь выбирает ответ, который программа считывает и запоминает для дальнейшей проверки, после чего отображает следующий случайный вопрос. Цикл повторяется до тех пор, пока пользователь не ответит на все вопросы. Далее программа обрабатывает и выводит результаты - показывает, на сколько вопросов пользователь ответил правильно и какую оценку он получил.
Предлагаемая тестирующая программа составляет тест, в котором предлагается выбор одного правильного ответа из трёх. Тест может быть создан в любом простом текстовом редакторе и может содержать любое количество вопросов и альтернатив ответов.
Внутри вопросов и ответов можно вставлять HTML-теги форматирования текста, допус-
**
кается вставка любых символов и картинок. Звездочки ( ) перед вопросом показывают уровень сложности вопроса (вопросы преподаватель может задавать дифференцированно, учитывая уровень подготовки студента). Сложность вопросов учитывается в программе с помощью дополнительного количества баллов, которое определяет преподаватель в зависимости от сложности темы курса. Например, за правильный ответ на самый сложный вопрос - 3 балла, на наиболее простой - 1 балл. Эта опция реализована в пункте меню программы Уровень.
Файл с тестовыми вопросами и вариантами ответов создаётся отдельно от кода самой тестирующей программы и хранится в одной папке с программой. Папка (Экзаменатор) с программой, файлом тестов и картинками помещается на сервер, к которому организован доступ с рабочих станций пользователей. Время тестирования задается преподавателем. По истечении заданного времени тестирования программа выводит диалоговое окно информирования об окончании времени тестирования и закрывается (рис. 3).
Рис. 2. Диалоговое окно выбора варианта ответа
Рис. 3. Диалоговое окно «Завершение тестирования»
После завершения тестирования, при нажатии на кнопку «Результаты тестирования», откроется текстовый документ с вопросами варианта, на которые ответил пользователь, выбранными пользователем ответами и правильными ответами. Обучающийся может посмотреть также уровень подготовки, нажав на соответствующую кнопку и рекомендации для дальнейшего изучения пройденной темы. При нажатии на кнопку «Больше рекомендаций...» откроется файл с описанием тем, которые предлагается повторить, и источников, из которых можно взять необходимую информацию.
Результаты тестирования сохраняются в Ехсе1-файл, что позволяет отследить динамику уровня знаний обучающихся. Файл с результатами тестирования является общим. В нем приведена
информация о результатах тестирования всей группы. Excel-файл представляет собой табличную базу данных, в которой агрегируется информация о результатах тестирования. Для перехода в базу и просмотра результатов предыдущего тестирования предусмотрен пункт меню Архив.
Использование программного модуля для дистанционного обучения
Программный тестирующий модуль «Тест» может стать элементом информационно-образовательной среды вуза, позволяя реализовать возможности дистанционного обучения. Для обучения с использованием дистанционных образовательных технологий предназначена подсистема дистанционного взаимодействия, реализованная в интернет-модулях корпоративной информационной системы (КАС) Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации (РАНХиГС) согласно «Положению о формировании электронной информационно-образовательной среды ФБОУ ВО «Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации». Подсистемы (модули) дистанционного взаимодействия КАС РАНХиГС предоставляют преподавателям множество возможностей по созданию электронных курсов (разработка лекций и банка тестовых заданий; дистанционный контроль знаний обучающихся; организация тестирования; размещение учебно-методических материалов). Компоненты электронной информационно-образовательной среды используют открытые форматы информации (HTML, XML, SCORM), являющиеся гибким способом обмена данными и в рамках интранет-сетей Академии, и в сети Интернет.
Одной из наиболее известных и распространенных систем управления дистанционным обучением является система LMS Moodle (модульная объектно-ориентированная динамическая учебная среда (www.moodle.org)). Moodle - программное обеспечение с открытыми исходными кодами (распространяется под лицензией GPL). Стандарт SCORM широко используется в зарубежных университетах и начинает активно применяться на учебных порталах в российских вузах. Стандарт SCORM основан на принципе модульности, что способствует многократному использованию отдельного элемента электронного курса - SCORM-пакета в составе другого курса, также поддерживающего данный стандарт [6]. Информационно-образовательные ресурсы (ИОР) в формате SCORM обладают доступностью, адаптируемостью, эффективностью, долговечностью. Информационно-образовательный ресурс, реализованный в виде SCORM-пакета, взаимодействует с системой управления LMS, внедренной в образовательный портал, и передает необходимую информацию. В зависимости от уровня специализированного качества ИОР может передавать не только информацию о времени доступа к ресурсу и длительности его изучения, но и результаты выполнения практических заданий и тестов.
Формат SCORM (http://www.adlnet.org) является самостоятельным стандартом создания учебных материалов. Пакеты SCORM - элементы образовательного контента и сценариев JavaScript, которые могут послать в Moodle данные об оценке студентов и прохождении курса [7].
Преподавателю, осуществляющему образовательный процесс дистанционно, часто приходится создавать обширные тесты по учебному материалу, включающие множество вопросов. Инструментарий Moodle предоставляет такую возможность, но требует при этом больших затрат сил и времени. Причины подобной трудоемкости - большое количество операций с мышью (при работе с управляющими элементами, при перемещении курсора между текстовыми полями ввода и пр.), а также расход времени на перезагрузку страницы, когда запросы отправляются на сервер. Предлагаемый тестирующий модуль позволяет увеличить скорость процесса создания КИМов, разрешая указанные проблемы.
На рис. 4 показана схема взаимодействия компонентов и сервисов LMS Moodle с использованием программного модуля «Тест».
По стандарту SCORM система LMS - это программное приложение, предназначенное для создания отчетов обучающих программ, администрирования, отслеживания траекторий, профилей обучающихся, дистанционно обучающих программ и тренажеров. К функциям LMS относятся: управление информацией о тренажерах и образовательных материалов, способность распространять курсы через сеть Интернет с возможностью online-взаимодействия и пр.
Система управления обучением в соответствии со стандартом SCORM является неким черным ящиком, связанным со SCORM-пакетом определенным API, с помощью которого можно принимать и отправлять информацию в LMS. Применение общего API удовлетворяет мно-
гим из требований SCORM к интероперабельности и многократности использования, что является стандартным способом взаимодействия между SCORM и LMS. Особенностей взаимодействия между реализацией API, заложенной в конкретной LMS, и серверной частью этой LMS стандартом не предусмотрено, и эта реализация может быть такой, какая необходима разработчикам LMS. На рис. 5 приведена схема структуры программного тренажера в формате SCORM.
Рис. 4. Компоненты и сервисы LMS
Рис. 5. Структура программного тренажера в формате SCORM
На схеме показан способ взаимодействия четырех элементов системы управления обучением LMS: обучающего, контролирующего, информационного и оценивающего. Обучающую и контролирующую функции реализует преподаватель, информационную и оценивающую -системный администратор, курирующий курс. Студент выбирает собственную траекторию обучения, исходя из имеющихся временных ресурсов и образовательных целей.
Заключение
Дистанционное образование, благодаря широкому развитию информационных технологий и своим достоинствам, в настоящее время стало доступным практически каждому. Программное обеспечение для дистанционного образования должно отвечать высоким требованиям, предъявляемым пользователями. Предлагаемый программный модуль «Тест» имеет следующие преимущества, которые позволяют повысить качество образовательного процесса при дистанционном образовании:
- возможность создания, редактирования тестов, а также проведения контрольного тестирования и обработки его результатов из любой точки доступа к сети Интернет и в удобное для обучающегося и преподавателя время;
- возможность для студентов многократного автономного прохождения самоконтроля из любой точки доступа к сети Интернет;
- возможность оперативного выполнения анализа результатов текущего контроля и, на его основе, выработки и осуществления управляющих воздействий на образовательный процесс (например, проведение дополнительных «тематических» консультаций).
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Кушников В. А., Яндыбаева Н. В. Управление образовательным процессом вуза на основе модели Форрестера // Вестн. Саратов. гос. техн. ун-та. 2011. Т. 2, № 1 (55). C. 172-176.
2. Яндыбаева Н. В. Принцип системной динамики в управлении качеством образовательного процесса вуза // В мире научных открытий. 2010. № 2, ч. 3. C. 46-48.
3. Яндыбаева Н. В., Кушников В. А. Математические модели, алгоритмы и комплексы программ для мониторинга эффективности образовательной деятельности вуза // Проблемы управления. 2015. №2 1. С. 53-62.
4. Павлова Е. А. Технологии разработки современных информационных систем на платформе Microsoft.NET. М.: ИНТУИТ, 2016. 128 c. URL: https://www.book.ru/book/918263/view.
5. Яндыбаева Н. В., Кожанова Е. Р., Кушников В. А. Разработка программного продукта для определения эффективности деятельности высшего учебного заведения // Вестн. Саратов. гос. техн. ун-та. 2014. Т. 2, № 1 (75). С. 214-219.
6. Тельнов Ю. Ф., Рогозин О. В. Разработка инновационных образовательных технологий на основе модели с использованием SCORM-спецификаций // Открытое образование. 2009. № 4. C. 37-46.
7. Анисимов А. М. Работа в системе дистанционного обучения MOODLE: учеб. пособие. Харьков, ХНАГХ, 2009. 292 с.
Статья поступила в редакцию 23.07.2017
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Яндыбаева Наталья Валентиновна — Россия, 413851, Балаково; Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации, Балаковский филиал; канд. техн. наук; доцент кафедры информационного и доку-ментационного обеспечения управления; [email protected].
Кулькова Анна Олеговна — Россия, 413913, Балаково; Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации, Бала-ковский филиал; студентка, направление подготовки «Прикладная информатика»; [email protected].
N. V. Yandybaeva, A. O. Kulkova
PROGRAM TESTING MODULE FOR QUALITY CONTROL OF THE EDUCATIONAL PROCESS
Abstract. To carry out computer testing of knowledge of the students studying object-oriented programming, a software module "Test" was developed. It can become an element of the information and educational environment of the university and realize the possibilities of distance learning within the framework of using the SCORM standard. Information-educational resources (IOR) in SCORM format are accessible, adaptable, efficient, durable and interoperable. The information and educational resource implemented as SCORM package interacts with the LMS management system, which is implemented into the educational portal and transmits the important information.
The program is created in the Microsoft Visual Studio 2015 environment using C # programming language. The offered testing module allows simultaneous testing on multiple computers without duplicating questions. The program processes and displays test results. The test can be done in simple word processor and contain any number of questions. It can insert HTML-tags of text formatting, any symbols and pictures inside the questions. The complexity of the question and the time of testing are determined by the lecturer in different ways, taking into account the level of the student's preparation. After testing the user is allowed to know test results and get detailed recommendations for further study of the subject. Test results are saved in an Excel file, so one can trace the dynamics of the students' knowledge. The diagram of the transition of the program control focus is given. The scheme of interaction of components and services of LMS Moodle using the developed program module "Test" is also presented.
Key words: program module, testing, object-oriented programming, quality of the educational process, distance education.
REFERENCES
1. Kushnikov V. A., Iandybaeva N. V. Upravlenie obrazovatel'nym protsessom vuza na osnove modeli Forrestera [Higher education process management on Forrester model base]. Vestnik Saratovskogo gosudarstven-nogo tekhnicheskogo universiteta, 2011, vol. 2, no. 1 (55), pp. 172-176.
2 Iandybaeva N. V. Printsip sistemnoi dinamiki v upravlenii kachestvom obrazovatel'nogo protsessa vuza [The concept of system dynamics in education quality management at University]. V mire nauchnykh otkrytii, 2010, no. 2, part. 3, pp. 46-48.
3 Iandybaeva N. V., Kushnikov V. A. Matematicheskie modeli, algoritmy i kompleksy programm dlia monitoringa effektivnosti obrazovatel'noi deiatel'nosti vuza [Mathematical models, algorithms and program complexes for monitoring efficiency of the university educational activity]. Problemy upravleniia, 2015, no. 1, pp. 53-62.
4 Pavlova E. A. Tekhnologii razrabotki sovremennykh informatsionnykh sistem na plat-formeMicrosoft.NET [Methods of developing modern Microsoft-based information systems]. Moscow, INTUIT, 2016. 128 p. Available at: https://www.book.ru/book/918263/view.
5 Iandybaeva N. V., Kozhanova E. R., Kushnikov V. A. Razrabotka programmnogo produkta dlia opre-deleniia effektivnosti deiatel'nosti vysshego uchebnogo zavedeniia [Developing software to determine effectiveness of a higher school]. Vestnik Saratovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2014, vol. 2, no. 1 (75), pp. 214-219.
6 Tel'nov Iu. F., Rogozin O. V. Razrabotka innovatsionnykh obrazovatel'nykh tekhnologii na osnove modeli s ispol'zovaniem SCORM-spetsifikatsii [Developing innovative educational techniques based on a model using SCORM-specification]. Otkrytoe obrazovanie, 2009, no. 4, pp. 37-46.
7 Anisimov A. M. Rabota v sisteme distantsionnogo obucheniia MOODLE [Work in a system of distance education MOODLE]. Kharkov, KhNAGKh, 2009. 292 p.
The article submitted to the editors 23.07.2017
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Yandybaeva Natalya Valentinovna — Russia, 413851, Balakovo; Russian Presidential Academy of National Economy and Public Administration, Balakovo branch; Candidate of Technical Sciences; Assistant Professor of the Department of Information and Document Support; [email protected].
Kulkova Anna Olegovna — Russia, 413851, Balakovo; Russian Presidential Academy of National Economy and Public Administration, Balakovo branch; Student, Direction of training «Applied Informatics»; [email protected].
