В. Ю. Донченко Устатті розглядається розробка тестуючих програм, які працюють в мережі, здатні функціонувати в різних операційних системах, а також при їх реалізації застосовується вільно розповсюджуване програмне з

Вид материала

Документы

Содержание Постановка цілей статті. Аналіз досліджень. Виклад основного матеріалу. Культура компьютерного тестирования. Руководство разработчика Java Web Start. Технология Java и XML.

Подобный материал:

• К. П. Дьомін, ст викл, 166.86kb.
• Роль бізнес-проекту, 105.24kb.
• Впровадження інформаційно-комунікаційних технологій у процес освіти, 98.64kb.
• Методичного об'єднання, 71.56kb.
• Комплекс програм, які використовуються для роботи з комп'ютером, називається програмним, 156.82kb.
• В. В. Передумови та технології створення освітніх інтернет-ресурсів постановка проблеми, 954.57kb.
• Реферат роботи на тему : «Розробка й аналіз методів реалізації прискорення задач закриття, 67.34kb.
• Інформація про стан дотримання суб’єктами господарювання законодавства про захист прав, 12.43kb.
• 9. Еталонна модель osi тема Еталонна модель osi, 124.97kb.
• Положення про Асоціацію випускників, 71.33kb.

Розробка платформено - незалежної середи тестування.

В. Ю. Донченко

У статті розглядається розробка тестуючих програм, які працюють в мережі, здатні функціонувати в різних операційних системах, а також при їх реалізації застосовується вільно розповсюджуване програмне забезпечення.


Постановка проблеми.

Незважаючи на те, що перевагам і можливостям використання інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ) в освіті присвячено дуже багато робіт, реальне проникнення ІКТ у сферу освіти донедавна було ледь помітно. У школах були тільки окремі розробки фірм в області освітніх продуктів.

Поява комп'ютера не просто продовжила тенденцію - грань між аудиторною й самостійною роботою, народжується нова форма - самоатестація, усі компоненти навчання поєднуються зворотними зв'язками. Якісна відмінність комп'ютера - інтелектуальність - дозволила організувати самоатестацію. Важливо, що цей новий в освітньому процесі елемент може бути підключений на будь-якому етапі, для оцінки будь-якої нової порції знань.

Сучасні методи оцінки знань нерозривно пов'язані з таким перспективним напрямком, як комп'ютерне тестування. Останнім часом особливо часто стало застосовуватися так зване адаптивне тестування, що дозволяє не тільки перевірити знання тестуємого, але й визначити рівень його підготовки. Адаптивне тестування дозволяє також використати для перевірки результатів тестів різні алгоритми й оцінні шкали [1, 2, 3].

Новітні комп'ютерні технології дозволяють створювати зручні й надійні адаптивні середовища тестування з більшим набором можливостей. Це різні види тестових завдань, функціональні й у той же час дружні інтерфейси для адміністрування й створення тестів і багато чого іншого.

На жаль, більшість існуючих адаптивних систем тестування розроблялися під певну операційну систему, що істотно обмежує сферу їхнього використання [4]. Тому виникла необхідність створити адаптивне середовище тестування, що здатне функціонувати в різних операційних системах, зокрема ОС Linux й ОС Windows.

Постановка цілей статті.

Знайти серед існуючих адаптивних систем тестування таку, яка б була здатна функціонувати в різних операційних системах та в локальних мережах, а також при її реалізації використовувалися тільки вільно розповсюджуване програмне забезпечення, що дозволить істотно скоротити витрати на створення програмного продукту.

Аналіз досліджень.

Розглядаючи роботи Роганова Е.А., Васил’єва В. І., Красилильникова В. А., інструкції до підготовки матеріалів для розробки електронних видань освітнього призначення різних країн (Україна, Росія, Казахстан та ін.) можно зробити висновки, що доцільно використовувати такі форми тестуючих програм:

• Тест з вибором однієї правильної відповіді з декількох (4-5) альтернативних, в дужках вказується правильна відповідь. Як питання, так і відповіді можуть містить малюнки;
  
• Тест з декількома вірними відповідями (треба знайти їх всі);
  
• Тест із зіставленням двох множин (не менш 5 елементів, одне з множин більше);
  
• Тест з вводом відповіді (відповідь повинна бути цифрова чи однословна);
  
• Тест на встановлення вірної послідовності чи заповнення шаблона (шаблон є твердження з пропущеними словами).
  

Також комплекс навчальних і тестуючих програм повинен бути таким програмним засобом, що дозволяє різним його компонентам використовувати ті самі вхідні дані. При цьому він повинен надавати максимально широкі можливості роботи з ним викладачам, що не володіють глибокими знаннями в області інформаційних технологій. Іншими найважливішими характеристиками є:

• можливість функціонування в мережі;
  
• ясний й уніфікований інтерфейс користувача;
  
• наявність як навчальних, так і тестуючих програм;
  
• ігрова форма навчальних програм;
  
• наявність зворотного зв'язку при зміні рівня складності;
  
• уніфікованість формату вхідних даних;
  
• простота підготовки нових даних;
  
• можливість комбінування вхідних даних;
  
• збереження результатів роботи користувачів у базі даних;
  

При реалізації застосовувати наступне: програми повинні бути написані мовою Java, використовувати потоки (threads) і мати уніфікований графічний інтерфейс. Під час роботи на екрані повинні візуалізуватися назва й тип використовуваної в цей момент програми, ім'я користувача, керуючі кнопки, поточний рівень складності, час роботи з данною програмою й поточний результат (сума набраних балів).

Виклад основного матеріалу.

Роглянемо розробку тестуючої програми, яка працює в мережі, враховує концепції створення цих програм та при її реалізаціїї застосовується вільно розповсюджуване програмне забезпечення здатне функціонувати в різних операційних системах, зокрема ОС Linux й ОС Windows.

Перш ніж проводити тестування, необхідно підготувати тестовий матеріал. Процес створення тестів складається з декількох етапів:

• на першому етапі група розроблювачів проводить дослідження предмета тестування й готує необхідний перелік питань, потім за допомогою спеціального редактора Eclipse.org створює шаблони тестових завдань. Редактор надає досить широкі можливості по створенню тестових завдань: - вибір виду тестового завдання [1, 2]:
  

* відкрита форма завдання - полягає у вказівці відповіді в спеціальному полі уведення;

• закрита форма завдання — вибір із запропонованих варіантів однієї або декількох правильних відповідей;
  
• завдання на впорядкування — вимагає розташувати запропоновані об'єкти
  

в необхідному порядку;

• завдання на відповідність — необхідно зіставити між собою об'єкти з двох груп;
  

• вибір шрифту, розміру й кольорів текстової інформації;
  
• вставка графічних зображень;
  
• переміщення й зміна розмірів елементів тестового завдання й інші;
  

• на другому етапі для кожного шаблона вказується ряд параметрів: автор і назва завдання, складність, максимальний час на виконання завдання, правильна відповідь й інші. Після цього готове тестове завдання міститься в «накопичувач тестових завдань»;
  
• третій етап створення тесту полягає в тім, що викладач, якому необхідно провести тестування вказує ряд параметрів створюваного тесту: назва, автор тесту, обмеження за часом на виконання всього тесту, загальна кількість питань і кількість пропонованих питань у тесті, алгоритм пред'явлення завдань;
  
• на четвертому етапі по зазначених характеристиках формується новий тест.
  

Під час створення тесту необхідно підготувати досить великий об'єм візуального матеріалу для його наступного включення в тестові завдання. Цим матеріалом може служити як текстова, так і графічна інформація.

Виникає питання про доцільність включення в редактор тестових завдань функцій по роботі з різними типами даних, наприклад з математичними формулами. Занадто багата функціональність програми, підтримка великої кількості різних форматів даних сильно ускладнить роботу з програмним продуктом як на етапі розробки тестів, так і під час тестування, також приведе до необхідності установки на комп'ютерах тестуємих великої кількості допоміжних модулів і програмних продуктів, зажадає додаткового часу на обробку інформації при проведенні тестування.

Для створення тестових завдань у більшості випадків можна обійтися всього двома типами даних - це текстова інформація й графічні зображення в найпоширеніших форматах (GIF, JPEG, PNG). Для підготовки матеріалу для тестових завдань і подання його в необхідній формі можна скористатися вільним програмним забезпеченням, таким як офісний пакет OpenOffice.org [10], графічний редактор GIMP [11] та інші.

Офісний пакет OpenOffice.org містить у собі текстовий процесор, електронні таблиці, редактор векторної графіки, редактор формул й інші компоненти.

Професійний графічний редактор GIMP - призначений для роботи з растровою графікою. Тестування.

До початку тестування необхідно забезпечити комп'ютерам організації, що проводять тестування, доступ до «тест-сервера» (мал. 1). Це можливо зробити за допомогою підключення сервера до локальної мережі організації або ж за допомогою мережі Інтернет.

Процес тестування починається із завантаження й запуску на комп'ютері тестуємого програми «тест-клієнт». Це здійснюється за допомогою технології Java Web Start [5], що дозволяє завантажувати на комп'ютер користувача й виконувати на ньому Java-додатки.

Потім відбувається процес ідентифікації користувача, вибір тесту й початок тестування.



Мал. 1. Організація тестування.

У процесі тестування «тест-клієнт» завантажує із сервера тестові завдання й відсилає на сервер відповіді на тестові завдання, які містяться в базу даних результатів тестування.

Оцінка результатів тестування й створення звітів.

Це завершальний етап у процесі тестування. На ньому аналізуються отримані в результаті тестування дані й створюються різні звіти.

Оцінка результатів тестування може проводитись за допомогою різних алгоритмів [1, 2]. Найбільш часто застосовуються наступні алгоритми:

• без обліку міри труднощі — простий підрахунок відсотка вірних відповідей від загального числа питань;
  
• без обліку міри труднощі, але з урахуванням приналежності тестових завдань до базових — дозволяє визначити чи володіє тестуємий мінімальними навичками по предмету тестування. Якщо тестуємий помиляється хоча б в одному з базових завдань, то тест вважається повністю не виконаним (при використанні даного алгоритму найбільше часто застосовується оцінна шкала «залік/не залік»);
  
• з обліком міри труднощі — кожне тестове завдання мають коефіціент складності, тобто правильні відповіді на різні завдання не є рівнозначними.
  

Так само при складанні звіту про результати тестування можуть застосовуватися різні оцінні шкали:

• відсоткова шкала — ця шкала застосовується за замовчуванням, визначає відсоток набраних балів від загальної кількості балів, які можливо набрати, відповівши на всі питання;
  

n-бальна шкала — ділить відсоткову шкалу на n-відрізків, кожному з яких зіставляється та або інша оцінка (наприклад, до класу таких шкал відноситься найбільш часто застосовувана в школах 12-ти бальна шкала);

• шкала «залік/не залік» - окремий випадок n-бальної шкали, ділить відсоткову шкалу всього на дві частини однієй зіставляється оцінка «залік», а інший «не залік».

Дуже важливим моментом при складанні звітів є можливість робити вибірку за результатами тестування конкретного користувача або групи користувачів, тесту, дати й часу тестування.

Технічні особливості системи тестування

Як уже було сказано раніше, однією з основних задач при створенні нового адаптивного середовища тестування була розробка платформено-незалежного варіанта адаптивного середовища тестування.

Для розробки системи тестування була обрана мова програмування Java [6, 8], що дозволяє створювати програмні продукти, здатні працювати під керуванням різних ОС (у тому випадку, якщо не використаються які-небудь специфічні особливості тієї або іншої операційної системи) і середовище розробки додатків Eclipse.org [7].

При створенні користувальницького інтерфейсу була використана графічна бібліотека SWING, що містить у собі досить велику кількість найбільш-часто використовуваних компонентів і надає широкі можливості по їхній модифікації. У процесі використання цієї бібліотеки був застосований один з способів русифікації компонентів SWING - за допомогою спеціального файлу-ресурсу swing_ru.jar. Технологія Java Web Start [5] дозволила вирішити проблему завантаження й виконання «тест-клієнта» на комп'ютері тестуємого й дала можливість проводити тестування як у локальній мережі, так і за допомогою мережі Інтернет.

Проблема зберігання даних системи тестування розглядалася подвійно: по-перше, необхідно забезпечити досить швидкий доступ до таких даних, як інформація про користувачів, відповіді на тестові завдання, по-друге організувати зручне зберігання тестових завдань, що включають у себе елементи керування, а так само графічну й текстову інформацію.

Після вивчення даної проблеми було вирішено для зберігання й організації доступу до основної інформації використати реляційну базу даних MYSQL (вибір був обґрунтований тим, що існують досить стабільні версії цієї бази даних під різні ОС), а для зберігання тестових завдань застосувати технологію XML [9].




Мал. 4. Збереження й читання бінарних даних

Графічні зображення у файлах тестових завдань зберігаються в кодуванні BASE64. Так само досліджується доцільність застосування архіваторів для стиску файлів тестових завдань. Також XML застосовувався для збереження структур, поданих у вигляді дерева - інформації про підрозділи організації, у якій проводиться тестування, і структури БД тестових завдань.

Структура програмного продукту

Розроблена система тестування складається з декількох модулів:

• редактор шаблонів тестових завдань — досить функціональний редактор, що дозволяє створювати тестові завдання різних видів, додавати й редагувати елементи управлінн’я;
  
• система керування базою даних тестових завдань і тестів — завантажує тестові завдання в БД і створює на основі заданих параметрів нові тести;
  
• «тест-клієнт» — виконується на комп'ютері тестуємого, организує взаємодію тестуємого із системою тестування;
  
• система керування базою даних тестуємих і створення звітів — відповідає за редагування структури БД користувачів, додавання й видалення користувачів і створення звітів на основі обраних параметрів;
  
• редактор оцінних шкал — дозволяє створювати різні шкали відміток для їхнього наступного використання при створенні звітів.
  

Висновки.

При реалізації були включені засоби автоматизації підготовки вхідних даних і невелика інформаційна система, що забезпечує можливість одержання викладачем звітів про сеанси роботи його студентів й отримані ними результати.

Зараз уже зрозуміло, що замість текстових файлів для завдання множини вхідних даних доцільно використовувати XML.

Найближчим часом планується розгорнути активну роботу зі створення нової версії комплексу навчальних і тестуючих програм, у якій будуть усунуті всі відомі недоліки.

Література.

[I] В.И. Васильев, Т.Н. Тягунова Философия адаптивного тестирования.- М.: МГУП, 2002 - 200с.

[2] В.И. Васильев, Т.Н. Тягунова Культура компьютерного тестирования. - М.: МГУП, 2002 - 90с.

[3] ru/actinf/tso/ — Педагогические технологии информационного общества. Электронное учебное пособие для студентов педагогического отделения РХТУ им. Д. И. Менделеева.

[4] entre.ru/ — Центр тестирования профессионального образования.

[5] ower.bwc.ru/java/chekmenev/webstartdevguide.htm —

Руководство разработчика Java Web Start.

[6] lmanac.com — Альманах разработчиков Java.

[7] se.org— Сайт проекта Eclipse.org.

[8] sun.com — Материалы о технологии Java.

[9] sun.com/xml — Технология Java и XML.

[10] ffice.org— Офисный пакет OpenOffice.org.

[II] org— Графический редактор GIMP.

[I2]Григорьев С.Г., Гриншкун В.В., Макаров С.И. Об определении учебных электронных программных средств. // В сб. трудов «Информационные технологии в высшем образовании». / М.: Академия нефти и газа. – 2001.

[I3]Роберт И.В. Информатизация образования (педагогико-эргономический аспект). // М.: РАО, – 2002.

[I4]Красильникова В.А. Технология разработки автоматизированных сред обучения и контроля. //Ученые записки ИИО РАО. Выпуск 8. -2003. – С. 231-239.

[I5]Красильникова В.А. Технология разработки компьютерных обучающих средств. //Сб. статей IX Международной НПК. Выпуск 7. Том 2. М.: МГТА, 2003. – С. 277-285.

[I6]Красильникова В.А. Становление и развитие компьютерных технологий обучения: Монография. – М.: ИИО РАО, 2002. – 168 с.

[I7]Гриншкун В.В. Теория и практика применения иерархических структур в информатизации образования и обучении информатике. // М.: МГПУ, – 2004. 418 с.

[I8]Гриншкун В.В. Теория и методика использования иерархических структур в информатизации образования. // Информатика и образование. / М., — 2003, №12. с. 117-119.

[19] Роганов Е.А., Роганова Н.А. Математика и информатика в сред­ней школе. Доклад на Всероссийской конференции «Математика и обще­ство. Математическое образование на рубеже веков.» — М.:, МЦНМО, 2000.

[20] siu.ru — Веб-сайт ЦКТ МГИУ.