Адаптивная система дистанционного диагностирования уровня знаний студентов
Описана система А-tester дистанционного диагностирования уровня знаний студентов, реализованная на основе усовершенствованного алгоритма адаптивного тестирования....
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН та МОН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/5556 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Адаптивная система дистанционного диагностирования уровня знаний студентов / С.В. Зикратый, Л.А. Савюк // Управляющие системы и машины. — 2009. — № 2. — С. 77-81. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-5556 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-55562010-01-28T12:00:50Z Адаптивная система дистанционного диагностирования уровня знаний студентов Зикратый, С.В. Савюк, Л.А. Электронные образовательные среды Описана система А-tester дистанционного диагностирования уровня знаний студентов, реализованная на основе усовершенствованного алгоритма адаптивного тестирования. Описано систему А-tester дистанційного діагностування рівня знань студентів, реалізовану на основі вдосконаленого алгоритму адаптивного тестування. An A-tester system of the distance diagnosis of a students’ knowledge level implemented on the basis of the advanced algorithm of the adaptive testing is described. 2009 Article Адаптивная система дистанционного диагностирования уровня знаний студентов / С.В. Зикратый, Л.А. Савюк // Управляющие системы и машины. — 2009. — № 2. — С. 77-81. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0130-5395 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/5556 004.42 ru Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН та МОН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Электронные образовательные среды Электронные образовательные среды |
| spellingShingle |
Электронные образовательные среды Электронные образовательные среды Зикратый, С.В. Савюк, Л.А. Адаптивная система дистанционного диагностирования уровня знаний студентов |
| description |
Описана система А-tester дистанционного диагностирования уровня знаний студентов, реализованная на основе усовершенствованного алгоритма адаптивного тестирования. |
| format |
Article |
| author |
Зикратый, С.В. Савюк, Л.А. |
| author_facet |
Зикратый, С.В. Савюк, Л.А. |
| author_sort |
Зикратый, С.В. |
| title |
Адаптивная система дистанционного диагностирования уровня знаний студентов |
| title_short |
Адаптивная система дистанционного диагностирования уровня знаний студентов |
| title_full |
Адаптивная система дистанционного диагностирования уровня знаний студентов |
| title_fullStr |
Адаптивная система дистанционного диагностирования уровня знаний студентов |
| title_full_unstemmed |
Адаптивная система дистанционного диагностирования уровня знаний студентов |
| title_sort |
адаптивная система дистанционного диагностирования уровня знаний студентов |
| publisher |
Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН та МОН України |
| publishDate |
2009 |
| topic_facet |
Электронные образовательные среды |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/5556 |
| citation_txt |
Адаптивная система дистанционного диагностирования уровня знаний студентов / С.В. Зикратый, Л.А. Савюк // Управляющие системы и машины. — 2009. — № 2. — С. 77-81. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT zikratyjsv adaptivnaâsistemadistancionnogodiagnostirovaniâurovnâznanijstudentov AT savûkla adaptivnaâsistemadistancionnogodiagnostirovaniâurovnâznanijstudentov |
| first_indexed |
2025-07-02T08:38:21Z |
| last_indexed |
2025-07-02T08:38:21Z |
| _version_ |
1836523718005751808 |
| fulltext |
УСиМ, 2009, № 2 77
Электронные образовательные среды
УДК 004.42
С.В. Зикратый, Л.А. Савюк
Адаптивная система дистанционного диагностирования уровня знаний студентов
Описана система А-tester дистанционного диагностирования уровня знаний студентов, реализованная на основе усовершен-
ствованного алгоритма адаптивного тестирования.
An A-tester system of the distance diagnosis of a students’ knowledge level implemented on the basis of the advanced algorithm of the
adaptive testing is described.
Описано систему А-tester дистанційного діагностування рівня знань студентів, реалізовану на основі вдосконаленого алгори-
тму адаптивного тестування.
Введение. С развитием системы дистанцион-
ного образования в Украине приобретает осо-
бую актуальность проблема объективного ди-
агностирования уровня знаний студентов, осу-
ществляемого с помощью специализированно-
го программного обеспечения.
Следует отметить, что, к сожалению, боль-
шинство систем дистанционного диагностиро-
вания уровня знаний студентов (СДДУЗ), ос-
нованных на упрощенных алгоритмах тести-
рования, используют ограниченное количество
типов заданий и вопросов, при разработке ко-
торых не учитываются достижения современ-
ной теории педагогических измерений (Item
Response Theory – IRT). Такое положение объ-
ясняется многими причинами: стремлением
скорейшего внедрения методов дистанционно-
го обучения (ДО) в систему высшего образо-
вания, сложностями разработки и программ-
ной реализации СДДУЗ, основанных на интел-
лектуальных алгоритмах тестирования, недос-
таточными знаниями преподавателей и разра-
ботчиков в данной предметной области, а ино-
гда легкомысленным отношением к проблеме.
Так, в [1] указывается на то, что теория IRT
широко известна на Западе, однако, к сожале-
нию, мало известна специалистам в странах
СНГ, которые пока еще в большинстве своем
недостаточно овладели даже основами класси-
ческой теории тестов, сформировавшейся на
Западе еще в 30–40 годы прошлого века.
Не стоит лишний раз указывать на то, что
этап своевременного оперативного контроля
уровня знаний, умений и навыков студентов по-
зволяет выбрать индивидуальную траекторию
прохождения ДО, оптимизировать его темп,
сделать гуманным процесс усвоения знаний и,
тем самым, достичь максимальных результа-
тов обучения.
Методология проектирования адаптив-
ных СДДУЗ
Как отмечено в работе [2], «В последние го-
ды в практике образования складывается си-
туация, под влиянием которой традиционное
тестирование, осуществляемое с помощью стан-
дартизированных тестов фиксированной дли-
ны, перерастает в современные эффективные
формы адаптивного тестирования, базирующие-
ся на отличных от традиционных теоретико-
методологических основах и иных технологи-
ях конструирования и предъявления тестов».
СДДУЗ адаптивного уровня должны обес-
печивать максимальное качество диагностиро-
вания уровня знаний, умений и навыков на ос-
нове определенных критериев надежности и
валидности. При этом такие системы должны
оптимизировать время диагностирования, обес-
печивать поточное усовершенствование струк-
туры банка тестовых заданий (БТЗ), ее инфор-
мационную безопасность и защиту. С педаго-
гической точки зрения адаптивные СДДУЗ не
должны быть жесткими менторами, они при-
званы создавать студентам дружественную
среду, которая не только контролирует уро-
вень знаний, но и пытается, в определенных
ситуациях, дать повторный шанс для предъяв-
78 УСиМ, 2009, № 2
ления правильного ответа, формирует не пря-
мые подсказки, наводит примеры и иллюстра-
ции правильного решения проблемы. В опти-
мальном случае, студент сам принимает реше-
ние о повторном решении задания с соответ-
ствующим весовым коэффициентом повыше-
ния и понижения рейтингового балла.
«Основная идея исследователей в сфере
адаптивного тестирования заключается в том,
что тестовые задания необходимо адаптиро-
вать (подогнать) по трудности к уровню под-
готовленности испытуемых в тестируемой
группе» [1].
Использование адаптивных СДДУЗ позво-
ляет:
• подстроиться под индивидуальные воз-
можности студента путем исключения из теста
слишком легких и слишком сложных для него
заданий и вопросов;
• повысить точность оценки уровня знаний
сильных и слабых студентов благодаря исполь-
зованию БТЗ уровня сложности;
• сократить длительность процесса диагно-
стирования и количество предъявленных во-
просов, необходимых для достижения доста-
точной точности оценки уровня знаний сту-
дента;
• снизить степень утомляемости студента;
• обеспечить информационную безопас-
ность БТЗ путем предъявления каждому сту-
денту индивидуального набора тестовых зада-
ний, соответствующих его уровню знаний;
• упростить процедуру внесения изменений
в БТЗ.
В работе [3] приводятся наиболее адекват-
ные определения процесса адаптивного тести-
рования, алгоритмы создания БТЗ для адап-
тивных СДДУЗ, рассмотрены существующие
методики и алгоритмы адаптивного диагно-
стирования уровня знаний.
Отметим, что в основу адаптивных СДДУЗ
должна быть положена Европейская кредитно-
трансферная система (European Community Cre-
dit Transfer System) (ЕCTS). Такой подход уп-
рощает дальнейшее интегрирование систем по-
добного класса в практику вузов Украины.
Также в [3] представлен модифицирован-
ный алгоритм адаптивного диагностирования
уровня знаний, разработанный сотрудниками
филиала кафедры ЮНЕСКО «Новые информа-
ционные технологии в образовании для всех»
при Ивано-Франковском приватном учебном
заведении «Галицкая академия». Данный алго-
ритм предусматривает разбиение тестовых во-
просов и заданий на уровни, соответствующие
критериям оценивания усвоения знаний, уме-
ний и навыков студентов по шкале ECTS.
На основе разработанного алгоритма прове-
дена программная реализация адаптивной
СДДУЗ А-tester, апробируемая и внедряемая
на кафедре документоведения и информаци-
онной деятельности. Для статистической обра-
ботки тестовых результатов и формирования
БТЗ адаптивной СДДУЗ используются основы
теории латентно-структурного анализа, двухпа-
раметрическая статистическая модель Г. Раша,
программное обеспечение (ПО) – СДДУЗ сту-
дентов D-tester 1.2 [4] и среды обработки ре-
зультатов тестирования MiniSteps, которая от-
носится к ПО с открытым программным кодом
(Free Open Source).
Программная реализация СДДУЗ А-tester
Одной из основных проблем, которую необ-
ходимо разрешить при разработке ПО СДДУЗ
студентов является выбор средств ее проекти-
рования, анализ их возможностей и ценовых
затрат. Наиболее полно для решения указан-
ной проблемы подходят ПО, используемые в
компьютерных сетях на базе архитектуры кли-
ент/сервер. Использование технологии клиент/
сервер обеспечивает дистанционный и центра-
лизованный контроль над работой всех поль-
зователей (студентов, преподавателей). Извест-
но, что коммерческое ПО, поддерживающие
технологию клиент/сервер, не является дос-
тупным в ценовом отношении. ПО, свободно
распространяемое, ничем не уступает функ-
ционально, а в некоторых случаях превосходит
коммерческие аналоги.
СДДУЗ для проведения адаптивного тести-
рования на базе Internet-технологий реализо-
вана на кафедре компьютерных технологий в
системах управления и автоматики ИФНТУНГ.
УСиМ, 2009, № 2 79
Разработанное ПО проходит этап апробации и
усовершенствования в рамках научных иссле-
дований на базе филиала ЮНЕСКО «Новые
информационные технологии в образовании
для всех» при Ивано-Франковском приватном
учебном заведении «Галицкая академия» Для
обеспечения быстрой и качественной работы
системы были выбраны следующие программ-
ные средства:
• Web-сервер – Apache Web Server + PHP 5.2
Module;
• SQL-сервер (сервер базы данные) – MYSQL
Server.
Все выбранные средства условно бесплатны
и распространяются согласно условиям лицен-
зии GNU (General Public License (GNU/GPL).
Следует также отметить, что выбранный Web-
сервер используется в более чем 60% из всех
известных Internet-серверов, SQL-сервер MYSQL
считается одним из самых скоростных в мире
[5]. Специализированный язык для генерации
динамических Web-документoв (PHP Hypertext
Preprocessor) – один из самых мощных и по-
пулярных в мире [6]. Данное ПО является
кросс-платформенным и может работать под
управлением любой операционной системы
(ОС), в которую интегрируется интерпретатор
языка РНР.
СДДУЗ A-tester состоит из двух подсистем,
позволяющих разделить задачи, возложенные
на администратора (преподавателя), и работу
пользователя. Для работы пользователей с дан-
ной программой необходимо, чтобы на ЕОМ
клиента была установлена программа-навига-
тор по сети Internet. Обычно соответствующая
программа входит в состав дистрибутива лю-
бой ОС, а от него распространяется бесплатно.
Рассмотрим основные возможности СДДУЗ
A-tester. Подсистема проверки и оценивания
уровня знаний студентов предназначена для
проведения адаптивного тестирования. Данная
подсистема выполняет следующие функции:
случайное формирование блока БТЗ, которые
будут заданы пользователю; анализ и оценива-
ние ответов студентов. На рис. 1 показано окно
выдачи тестового задания, сформированного
ядром подсистемы проверки и оценивания
уровня знаний.
Рис. 1. Страница выдачи тестового задания
Алгоритм работы пользователя в системе
тестирования приведен на рис. 2.
Рис. 2. Схема алгоритма функционирования подсистемы тес-
тирования
Главной процедурой алгоритма функциони-
рования подсистемы тестирования является
реализация алгоритма адаптивного диагности-
рования уровня знаний (рис. 3).
На блок-схеме адаптивного оценивания уров-
ня знаний приняты следующие обозначения:
1 – Блок констант: n – общее количество
вопросов в тесте; k – количество уровней, на
которые разделяются задания; nmini – мини-
мальное количество тестовых заданий на і-м
80 УСиМ, 2009, № 2
уровне для вычисления качества ответов; ai –
весовые коэффициенты, определяющие слож-
ность уровня, которые могут быть учтены при
вычислении качества ответов; Рн, Рв – предель-
ные значения качества знаний, определяющих
условия перехода на низший или высший уро-
вень в процессе процедуры тестирования.
Рис. 3. Схема алгоритма адаптивного диагностирования уров-
ня знаний
2 – Блок переменных: j – номер текущего за-
дания в тесте; и – номер текущего уровня зна-
ний; ni – текущее количество вопросов на і-м
уровни; mi – количество правильных ответов
на вопрос і-го уровня.
Константы могут быть избраны пользовате-
лем (преподавателем или другим лицом, ответ-
ственным за проведение контролирующего ме-
роприятия) в зависимости от предметной об-
ласти, сложности ее изучения, связи с другими
дисциплинами и др. Переменные используют-
ся для программной реализации приведенного
алгоритма адаптивного тестирования. Все при-
веденные параметры адаптивного теста вно-
сятся в базу данных администратором.
Подсистема администрирования предназна-
чена для обеспечения возможностей наполне-
ния БТЗ соответствующей информацией и ана-
лиза результатов проведения тестового кон-
троля знаний.
В обязанности администратора системы вхо-
дят следующие функции:
• внесение необходимой информации в базу
данных (БД) системы (группы пользователей и
адаптивные вопросы и задания);
• редактирование информации;
• анализ результатов проведения сеансов
тестирования;
• удаление информации из БД.
На рис. 4 приведена схема Web-узла под-
системы администрирования СДДУЗ A-tester.
Меню администратора
Пользователи Работа с текстом Результаты
Добавить Просмотр Редакти-
ровать Добавить Редакти-
ровать
Текущие
результаты
Редактировать
пользователя Удалить Редактировать
текст
Добавить
вопрос Удалить
Рис. 4. Схема Web-узла подсистемы администрирования
Для доступа к подсистеме администриро-
вания пользователь (администратор) должен
пройти процедуру аутентификации. Для этого
необходимо, чтобы в БД была зарегистрирова-
на информация о пользователе: имя, пароль.
Администратор имеет полный доступ ко всем
модулям системы.
Для проведения анализа результатов прохож-
дения тестового контроля необходимо восполь-
зоваться модулем «Результаты». На рис. 5 пока-
зана диаграмма результатов прохождения теста.
Одной из серьезных проблем при реализа-
ции адаптивных СДДУЗ является защита инфор-
мации от несанкционированного доступа поль-
зователей. Уже отмечалось, что доступ к сис-
УСиМ, 2009, № 2 81
теме администрирования имеет только пользо-
ватель, зарегистрированный в системе как ад-
министратор. Следует также отметить, что сис-
тема работает в сети Internet/Intranet с воз-
можностью доступа к коду сформированной
Web-страницы, когда вся важная информация
на странице зашифрована. Для шифровки ис-
пользуется однонаправленное шифрование
псевдослучайного идентификатора с исполь-
зованием алгоритма MD5.
Рис. 5. Диаграмма результатов прохождения тестирования
Преимущества разработки и внедрения
АСДУЗ в практику вузов
• Алгоритм адаптивного тестирования, который вклю-
чает в себя генерирование заданий трех уровней слож-
ности, уже прошел апробацию. В [2] указано, что при-
менение данного алгоритма адаптивного тестирования в
общеобразовательных заведениях России позволило при
предъявлении студентам в среднем 15 заданий (по пять
на каждом уровне) добиваться такой же точности и на-
дежности диагностирования уровня их знаний, как и
при тестировании с предъявлением 45 заданий без учета
уровня их сложности, т.е. введение трех уровней слож-
ности тестовых заданий и оптимального алгоритма
уровней позволяет втрое сократить расходы на длитель-
ность диагностирования.
• Выигрыш от адаптивности диагностирования уров-
ня знаний заключается не только в экономии времени,
но и в информационной безопасности. Чем меньше за-
даний предъявляется одному испытуемому, тем менее
прозрачным и доступным для испытуемых становится
весь БТЗ.
• Постепенное расширение БТЗ и создание специа-
лизированных версий диагностирования, начиная с пер-
вого курса вуза, будет создавать у студентов стойкую
привычку к необходимости, периодичности и системно-
сти подобной процедуры контроля знаний.
• Применение тематической модульной структуры в
рамках одной дисциплины вместе с адаптивными алго-
ритмами тестирования поможет разгрузить преподава-
тельский состав вузов, сэкономить машинное время в
компьютерных классах, а также позволит быстро и на-
дежно локализовать проблемные зоны в обучении – про-
валы в усвоении материала конкретных студентов.
Заключение. Создание СДДУЗ адаптивного уровня
определяет подход к компьютерному тестированию, ко-
торый фактически позволяет привнести в стандартные
групповые тесты элементы индивидуализации, учета скры-
тых (латентных) особенностей каждого испытуемого в
процессе диагностирования уровня знаний и умений.
Пределы применения адаптивного тестирования не
ограничиваются проверкой знаний или способностей
субъектов обучения. В принципе, подобный подход с
определенными модификациями полностью может быть
применим для профессионального отбора кадров на ос-
нове тестирования сферы интересов, установок и черт
личности.
Адаптивное тестирование имеет преимущества пе-
ред обычным компьютерным тестированием, но нужда-
ется в предварительных расходах при подготовке БТЗ, а
также при разработке и внедрении АСДУЗ в практику
вузов.
1. Иванова О.Н., Кононов О.Н. Адаптивное тестиро-
вание в практике диагностики способностей и зна-
ний. – http://www.ht.bitnet.ru/press/articles/?view=art129
2. Челышкова М.Б. Адаптивное тестирование в обра-
зовании (теория, методология, технология). – М.:
Исследовательский центр проблем качества подго-
товки специалистов, 2001. – 165 с.
3. Заміховський Л.М., Сав’юк Л.О. Створення адап-
тивних систем дистанційного навчання для студе-
нтів технічних спеціальностей: Зб. пр. Другої між-
нар. конф. «Нові інформаційні технології в освіті
для всіх», Київ. – 2007. – С. 435–442.
4. Безгачнюк Ю.В., Заміховський Л.М., Сав’юк Л.О.
Структура системи дистанційного діагностування
рівня знань студентів // Наук. вісті Івано-Франків-
ського ІМЕ «Галицька академія». – 2005. – № 2(8). –
С. 40–49.
5. Дюбуа П. MySQL: Учебн. пособие. – М.: Изд. дом
«Вильямс», 2001. – 816 с.
6. Водолазкий В.В. Эффективная работа: РНР 5. –
СПб.: Питер, 2006. – 516 с.
© С.В. Зикратый, Л.А. Савюк, 2009
|