Архитектура универсальной автоматизированной системы тестирования качества знаний в образовательных учреждениях

В настоящее время явно обозначился переход от индустриального общества к обществу информационному. В связи с этим широкое применение средств вычислительной техники и информационных технологий в различных сферах человеческой деятельности является актуальной проблемой.

Качество образования в России – одна из важных проблем на современном этапе развития нашей страны, поскольку интеллектуальный потенциал общества, напрямую определяется качеством высшего образования и является важнейшим фактором экономической и политической самостоятельности государства. Министерство образования России в 2001 году разработало «Концепцию модернизации российского образования», которая определила основные направления развития образования на ближайшие десятилетия. Согласно этому документу, «главная задача российской образовательной политики – обеспечение современного качества образования на основе сохранения его фундаментальности и соответствия актуальным и перспективным потребностям личности, общества, государства» [1].

В широком смысле под качеством образования понимают сбалансированное соответствие высшего образования (как результатов, как процесса, как образовательной системы) многообразным потребностям, целям, требо- ваниям, нормам (стандартам). Этот подход ближе всего к определению качества, которое дает международный стандарт ИСО 8402: «Качество – совокупность характеристик объекта, относящихся к его способности удовлетворять установленные и предполагаемые потребности» [2].

В международном стандарте системы качества ИСО 9000:2000 качество определяется как «степень соответствия присущих характеристик требованиям» [3]. В образовании эти требования определяют различные участники образовательного процесса:

• •    внешние – государство, общество, работодатели, семьи студентов;

• •    внутренние – студенты, преподаватели, обслуживающий персонал.

Во многом качество образования зависит от качества контроля результатов предоставления образовательных услуг, ведь одним из основных элементов системы качества является выявление и устранение отклонений и их причин. Эти мероприятия осуществляются на уровне «замкнутого управленческого цикла», включающего в себя контроль, учет, анализ, принятие решения [5].

Особое значение в образовательном процессе принадлежит контролю и оценке знаний и умений студента. Ценность контролирующие мероприятия приобретают тогда, когда они используются не от случая к случаю, а представ- ляют собой систему длительного непрерывного контроля. В период перехода системы высшего образования на новые образовательные стандарты, эта проблема весьма актуальна. При использовании модульно-рейтинговой системы обучения, контроль знаний студентов осуществляется несколько раз в семестр. Поэтому ее качественная организация даст возможность преподавателю получить объективную оценку знаний студентов и материал для анализа и принятия соответствующего решения по проведению дальнейшего процесса обучения [4].

Один из важнейших вопросов технологии мониторинга – использование средств и методов контроля усвоения учебного материала. Здесь могут быть привлечены контрольные вопросы, задания, задачи и др., однако наиболее эффективным является использование педагогических тестов. Преимущества педагогического тестирования перед традиционными методами контроля знаний заключаются в более высокой объективности контроля, в более дифференцированной оценке знаний, в высокой эффективности проведения контроля.

Особо эффективно автоматизированное тестирование. Использование компьютерных технологий для автоматизированного контроля знаний облегчает проверку работ и централизованное хранение результатов, а также получение различных статистических данных. В случае применения электронных тестов, с использованием ресурсов ЭВМ и ЛВС, очевидны следующие преимущества:

• •    экономия средств;

• •    информационная безопасность;

• •    быстрый результат;

• •    мониторинг выполнения теста.

Конечно, у тестирования как метода контроля есть и свои ограничения. Легче всего с помощью тестов проверять овладение просто организованным учебным материалом. Проверка глубинного понимания предмета, овладения стилем мышления, свойственным изучаемой дисциплине, с помощью тестов затруднена, хотя в принципе возможна. Отсутствие непосредственного контакта со студентом, с одной стороны, делает контроль более объективным, с другой стороны, повышает вероятность влияния на результат других случайных факторов.

Преодолеть этот недостаток помогает правильно организованная дидактическая система оценки качества обучения, в которой тесты занимают подобающее место. Наилучший эффект дает сочетание применения тестовых и традиционных методов контроля.

Таким образом, педагогическое тестирование занимает определенное самостоятельное место в общей системе качества образовательного процесса в ВУЗе. При его правильной организации педагогическое тестирование помогает студенту критически оценить свои успехи, позволяет получать информацию о том, как происходит овладение студентами учебным материалом, какие элементы учебного процесса недостаточно эффективны, какие корректирующие мероприятия следует внести в содержание и форму познавательной деятельности студентов [5].

Проведя анализ существующих тестирующих систем, был сделан вывод о наиболее эффективной системе тестирования, которая включает в себя различные тестовые варианты вопросов и различные варианты ответов на них, например, выбор нескольких правильных вариантов, введение ответа в виде сформулированной фразы, использование визуального материала при выборе ответа и т.д.

Заслуживает внимания автоматизированная система тестирования, с помощью которой национальное аккредитационное агентство в сфере образования проводит федеральный Интернет-экзамен в сфере профессионального образования (ФЭПО). Экзамен проводится в целях оказания помощи образовательным учреждениям при создании систем управления качеством подготовки специалистов на основе независимой внешней оценки. Содержанием экзамена является проведение компьютерного Интернет-тестирования в части внешней оценки уровня подготовки студентов на соответствие требованиям государственных образовательных стандартов. Разработанная агентством автоматизированная система тестирования в достаточной степени соответствует, вышеперечисленным требованиям эффективности проведения тестового контроля.

На основе проведенного анализа автоматизированной информационной системы федерального Интернет-экза-мена, была предложена идея создания тестирующей программы, подходящей для модульно-рейтинговой системы обучения.

При проектировании автоматизированной системы контроля знаний студентов учитывалась необходимость реализации работы системы в локальной сети на базе имеющегося оборудования.

С точки зрения архитектуры проектируемой системы, наиболее подходящей является архитектура клиент-сервер, с помощью которой значительно снижается нагрузка на сеть, поскольку клиент общается с данными через сервер данных с использованием языка запросов. Таким образом, по сети передаются относительно короткий запрос и единственная нужная запись. Сервер используется для централизованного хранения заданий, мониторинга процесса тестирования и сбора результирующей информации. Необходимой составляющей системы является редактор тестов, использующийся для создания и редактирования тестовых заданий.

Структурная схема архитектуры сетевой тестирующей программы представлена на рис.1.

Рис.1. Структурная схема архитектуры сетевой тестирующей программы

Основные функции, реализованные в системе:

• •    формирование базы знаний тестирующей системы;

• •    ввод исходных данных для тестирования;

• •    контроль усвоенных знаний обучающихся;

• •    занесение результирующей информации в базу данных;

• •    вывод итоговой статистической информации;

• •    вывод результирующей информации в виде отчёта с возможностью вывода на печать;

• •    обработка результатов тестирования.

Оценка результатов тестирования осуществляется путем расчета процентного соотношения количества пра-вильных/неверных ответов к общему количеству вопросов теста с учетом длительности прохождения теста.

Разработанная система обеспечивает возможность выбора одного из следующих типов вопросов:

• •    вопрос с выбором одного варианта ответа;

• •    вопрос с выбором нескольких вариантов ответов;

• •    вопрос на соответствие;

• •    вопрос с текстовым ответом;

Обеспечивается возможность прикрепления графического изображения к вопросу и возможность задания максимального времени выполнения теста.

Тестовая система может быть реализована любыми средствами программирования, поддерживающими технологию ADO доступа к данным. В данной статье рассматривается пакет программного приложения, реализованный в визуальной среде программирования Delphi, база данных реализована средствами СУБД Access. Выбор обусловлен, тем, что данные программные приложения часто используются в образовательных учреждениях и, как правило, лицензированы.

Основные элементы архитектуры реализованы в трех независимых загрузочных файлах:

• •    клиентская часть – client.exe;

• •    серверная часть – srv.exe;

• •    редактор тестов – tester.exe.

Каждое программное приложение может вызываться независимо от других. Управляющим приложением является серверное приложение. Оно связано как с клиентской частью, так и с редактором тестов.

Универсальность тестовой программы обеспечивается тем, что можно формировать тесты по различным дисциплинам, с разным количеством вопросов, с разным контрольным временем прохождения теста. Тест может формироваться как на клиентском ПК, так и на ПК сервера. Разграничением доступа к базе знаний занимается администратор системы.

Вся информация о тесте фиксируется в базе данных и может быть вызвана с помощью клиентского приложения из списка зарегистрированных тестов. Клиентское приложение обеспечивает регистрацию тестируемого, выбор теста, прохождение теста, просмотр результатов.

В главном окне серверного приложения отображается список доступных тестов, с их описанием. Файлы тестов хранятся в специальной папке, которая находится в каталоге, где расположена программа. Добавлять файлы тестов в базу данных можно с помощью командных кнопок пользовательского меню или вручную, копируя или удаляя соответствующие файлы в специальном окне.

В серверной части приложения предусмотрена возможность отслеживания прохождения теста клиентом в реальном режиме времени. По каждому клиенту, проходящему тест, можно получить информацию в виде таблицы, которая отслеживает прохождения теста: после того как клиент дает ответ, в таблице закрашивается соответствующая ячейка в зеленый цвет, если ответ правильный, в красный цвет, если ответ неправильный, ячейка остается серебристого цвета, если ответ не был дан.

В отчете, формирующемся после прохождения теста, отображается следующая информация:

• •    дата проведения теста;

• •    фамилия, имя, отчество тестируемого;

• •    наименование предмета;

• •    IP-адрес клиента;

• •    количество верных ответов;

• •    количество неверных ответов;

• •    время прохождения теста;

• •    итоговая оценка.

Редактор теста используется для формирования новых тестов.

Основные элементы окна для выбора структуры тестирующих вопросов представляют собой:

• •    выпадающий список выбора типа вопроса;

• •    текстовое поле вопроса;

• •    список вариантов ответа с указанием правильного.

Безопасность системы осуществляется путем кодирования информации в базе знаний и базы статистической информации. Файлы с кодированной информацией невозможно просмотреть ни одним текстовым редактором.