Тема 3. Основы современных технологий диагностики качества знаний
СИСТЕМА КОМПЬЮТЕРНОГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ СТУДЕНТОВ «TESTS»
Общая структура системы
Структурно система состоит из двух блоков – администрирования и тестирования, информационно связанных с базой данных. Блок администрирования создан как Java-приложение и служит для заполнения базы данных вопросами/ответами для тестирования и управления самим процессом тестирования. Тестирующий блок имеет вид Java-апплета, выполняющегося под управлением стандартного браузера (Microsoft Internet Explorer или Netscape Navigator версий 4.0 и выше). Такой подход обеспечивает переносимость программного кода на другие платформы; позволяет не задумываться о проблемах сетевого программирования и доступа к базам данных (что дает возможность полностью сосредоточиться на реализации системы); и, наконец, не требует от пользователя предварительных настроек и предоставляет знакомый ему интерфейс для работы.
Структура
системы схематично представлена на рисунке.
База
данных для хранения информации о предметах, студентах, результатах
тестирования и специфических настройках реализована на системе
управления базами данных (СУБД) Oracle 7.
Информационная модель данных изображена на Рис. 2.
Рис. 2. Логическая модель данных.
Здесь показаны основные атрибуты и связи между возможными сущностями (“трезубец” означает мощность для конца связи “многие”, простая линия – мощность “один”). Такая модель, с одной стороны, проста и, следовательно, более надежна, а с другой стороны – достаточно гибка для адекватного отображения изучаемой предметной области.
Основными информационными объектами в этой модели являются сущности “Предмет” и “Вопросы”. Сущность “Вопросы” описывается основными атрибутами: текст вопроса; варианты ответов; правильный ответ; уровень сложности; флаг возможности задавать вопрос при предварительном тестировании; картинка, сопутствующая вопросу; комментарий, выводящийся студенту при просмотре неправильных ответов по окончании тестирования; тип вопроса (может быть одним из следующих: выбор одного ответа из нескольких; выбор нескольких ответов из предлагаемых; ввод с клавиатуры фразы; соответствие одного набора фраз другому; определение правильной последовательности фраз).
Для каждого вопроса определен уровень сложности: очень простой вопрос (с коэффициентом сложности 0.1), простой (0.3), средний (0.5), сложный (0.8) и очень сложный (1.0). Вопросы для контроля выбираются таким образом, чтобы обеспечить равномерность распределения задаваемых вопросов как по темам, так и по уровню сложности. После ответа студентом на все заданные вопросы либо по истечении времени тестирования происходит подсчет результата.
Сущность “Предмет” описывается атрибутами: название; общее количество вопросов; количество вопросов, задаваемое при тестировании; время начала и продолжительность тестирования; тип теста (зачет или экзамен); флаг возможности досрочного окончания тестирования; набор тем; процент обязательных правильных ответов.
Сущность “Темы” является вспомогательной. Сущности “Преподаватели” и “Студенты” введены как элементы системы защиты.
Варианты контроля успеваемости
Процесс контроля успеваемости может проходить в трех режимах:
Предварительное тестирование. В этом режиме задаются вопросы, помеченные для предварительного тестирования. Время тестирования не учитывается. Результаты тестирования не сохраняются, а лишь выводятся студенту по окончании тестирования.
Групповое тестирование. В этом режиме тестирование могут пройти только те студенты, которые предварительно будут определены преподавателем. Сам процесс начинается по команде преподавателя, По истечении заданного времени тестирование заканчивается, сохраняются результаты. Дальнейшее или повторное тестирование может происходить только с разрешения преподавателя.
Самостоятельное тестирование. Применяется в случае удаленного тестирования по Интернет или индивидуального тестирования. В этом режиме преподаватель при помощи блока администрирования допускает студента к самостоятельному тестированию. Перед началом контроля студент обязан получить код доступа по e-mail и ввести его в соответствующее поле при загрузке программы тестирования. Пройти контроль с данным кодом доступа можно лишь один раз, сразу же после этого код становится недействительным вне зависимости от окончания процесса тестирования.
Защита данных
Система контроля успеваемости обеспечивается многоуровневой системой защиты данных. Первый уровень требует обязательной аутентификации пользователя (ввод своего имени и пароля), которая проверяется перед использования либо административного, либо тестирующего блока. Имя учетной записи пользователя хранится в общей базе данных пользователей, пароль – в базе данных системы контроля. Такая конфигурация позволяет, с одной стороны, использовать универсальные имена, данные пользователям при регистрации в системе корпоративных ресурсов университета, а, с другой стороны, использовать различные пароли при доступе к различным ресурсам.
За основу защиты данных на втором уровне взята концепция системы “виртуальных пользователей”. Для авторизации пользователей внутри базы данных контрольных вопросов (как студентов, так и преподавателей) используется специальный пакет SECURITY, который предоставляет доступ для операций с данными внутри себя, скрывая от пользователей подробности реализации хранения данных и работы с ними, а также защиту самих данных от несанкционированного доступа. В свою очередь, средствами этого пакета предусмотрено три варианта авторизации: в качестве преподавателя (в этом случае, пользователь может редактировать свои предметы/темы и просматривать/удалять отчеты о результатах тестирования); в качестве студента (в этом случае пользователь может пройти как предварительное тестирование в любое время, так и тестирование во время, указанное преподавателем); в качестве студента с кодом доступа (в данном случае студент имеется доступ только к соответствующему предмету по специальному коду и имеет право пройти авторизацию один раз).
Третий уровень защиты обеспечивается самим программным обеспечением.
