Система дистанционного тестирования на основе стандарта IMS

DISTANCE TESTING SYSTEM ON THE BASE OF STANDARD IMS

Hennagiy Kravtsov, Dmytro Kravtsov, Evgen Kozlovskiy

Kherson State University, Kherson, Ukraine

Abstract

The results of designing and modeling of distance testing system on the base of international standards IMS, SCORM for solving the task of integration of these systems with the aim of common usage of learning informational resources are represented.

СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО ТЕСТИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ СТАНДАРТА IMS

, ,

Херсонский государственный университет, Херсон, Украина

Аннотация

Представлены результаты проектирования и построения модели системы дистанционного тестирования на основе международных стандартов IMS, SCORM для решения задачи интеграции этих систем с целью совместного использования обучающих информационных ресурсов.

В работе представлены результаты проектирования и построения модели системы дистанционного тестирования на основе международных стандартов IMS, SCORM для решения задачи интеграции этих систем с целью совместного использования обучающих информационных ресурсов. В частности, рассмотрены вопросы переноса обучающих объектов из одной системы в другую на примере модулей тестирования в системах дистанционного обучения (СДО). Методами и средствами исследования являются системный анализ, математическое моделирование, информационное моделирование данных и знаний, объектно-ориентированный подход к проектированию и программированию [1–3]. В качестве иллюстрации используется система тестирования СДО «Херсонский виртуальный университет» (ХВУ) [4].

Актуальность темы – задача формирования единого информационно-образовательного пространства

За последние годы наблюдается значительный рост числа учебных заведений Украины, использующих дистанционные формы обучения. При этом в основном эти вузы используют свои собственные разработки программного обеспечения СДО. Следует отметить, что программные оболочки этих систем существенно различаются между собой по архитектуре, структуре модулей, их взаимосвязи, интерфейсу, способу и формату хранения данных, технологиям программной реализации. Существенным признаком этих систем является неполное соответствие существующим международным стандартам СДО. Анализ СДО, использующихся в передовых странах, показывает, что эти системы имеют тенденцию интеграции для совместного использования обучающих информационных ресурсов [5]. Поэтому такая же задача стоит и перед вузами Украины. Именно задача формирования единого информационно-образовательного пространства является приоритетной согласно последним постановлениям правительства, в частности Министерства образования и науки Украины. В работе рассмотрены вопросы решения задачи интеграции систем ДО вузов Украины на основе международных стандартов IMS и SCORM [6,7].

Моделирование организации процесса дистанционного тестирования

Изучение механизма тестирования в разных системах обучения показало необходимость использования математической модели при разработке системы дистанционного тестирования. В частности, при составлении логической связи слоев обучения в СДО используется язык Unified Modeling Language (UML). Каждый слой рассматривается как множество взаимосвязанных элементов обучения. Обучающая программа наделяется точками контроля, в которых происходит ветвление программы, связанное с обучением на следующем слое или возвратом ученика на переобучение.

При хранении информационных ресурсов, например тестов, в системах управления базами данных (СУБД) при проектировании базы данных необходимо учитывать факт будущей конвертации данных в файлы специального формата, удобного для обеспечения передачи этих информационных ресурсов в другие СДО. При этом все поля должны быть определены в соответствии со спецификацией IMS.

Для обеспечения связи между СДО, которые построены на различных технологиях и языках программирования, используется язык UML. Корректный обмен между системами обеспечивается стандартом XML, использование которого рекомендовано стандартом IMS. Но хранение данных в формате XML в динамической среде вызывает некоторые неудобства в управлении. Решением таких задач может стать создание базы данных в СУБД со структурой, аналогичной представленной документации в формате XML. Для обеспечения взаимодействия между базой данных и документами XML структура документов XML должна удовлетворять стандарту, обеспечивающему транзитивность. Одним из таких стандартов является спецификация IMS Question & Test Interoperability Specification, которая описывает структуру и хранение тестов. Эта спецификация версии 2.1 предусматривает поддержку свыше 30 типов вопросов в тестах систем дистанционного обучения. В докладе рассмотрены шаблоны основных типов вопросов.

Спецификации тестов в стандарте IMS

Спецификация IMS Question & Test Interoperability Specification версии 2.1 предусматривает поддержку свыше 30 типов вопросов в тестах систем дистанционного обучения. Каждый тип вопроса теста имеет аналогичную структуру со всеми другими типами вопросов. Ниже представлена схема вопроса шаблонного типа (рис. 4):

Представленный шаблон является абстрактным по отношению к большинству типов вопросов. Каждый тип вопроса в отдельности имеет свои особенности в спецификации. Это связано с различиями в параметрах этих типов. Ниже рассмотрен один из многих типов вопросов и его подробная спецификация.

Рис.4. Схема вопроса шаблонного типа и его спецификация

Пример: Тип вопроса теста – «Выбор одного варианта ответа из многих» (simple choice).

Данный тип вопроса предлагает тестируемому выбрать один вариант ответа из нескольких приведенных.

На рис. 5 дано графическое представление вопроса «Багаж без присмотра» из примеров спецификации IMS Question & Test Interoperability Specification версии 2.1:

4

3

Рис.5. Пример вопроса типа «Выбор одного ответа из нескольких»

Для этого примера код на языке XML имеет вид:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<assessmentItem xmlns="http://www. imsglobal. org/xsd/imsqti_v2p0"

xmlns:xsi="http://www. w3.org/2001/XMLSchema-instance"

xsi:schemaLocation="http://www. imsglobal. org/xsd/imsqti_v2p0 imsqti_v2p0.xsd"

identifier="choice" title="БАГАЖ БЕЗ ПРИСМОТРА"

adaptive="false" timeDependent="false">

<responseDeclaration identifier="RESPONSE" cardinality="single" baseType="identifier">

<correctResponse>

<value>ChoiceA</value>

</correctResponse>

</responseDeclaration>

<outcomeDeclaration identifier="SCORE" cardinality="single" baseType="integer">

<defaultValue>

<value>0</value>

</defaultValue>

</outcomeDeclaration>

<itemBody>

<p>Look at the text in the picture.</p>

<p> <img src="images/sign. png" alt="НИКОГДА НЕ ОСТАВЛЯЙТЕ БАГАЖ БЕЗ ПРИСМОТРА"/></p>

<choiceInteraction responseIdentifier="RESPONSE" shuffle="false" maxChoices="1">

<prompt>О чем это говорит?</prompt>

<simpleChoice identifier="ChoiceA">

Ваш багаж всегда должен оставаться с Вами.

</simpleChoice>

<simpleChoice identifier="ChoiceB">

Не позвольте кому-либо заботиться о вашем багаже.</simpleChoice>

<simpleChoice identifier="ChoiceC">

Помните о Вашем багаже во время путешествия.</simpleChoice>

</choiceInteraction>

</itemBody>

<responseProcessing template="http://www. imsglobal. org/question/qti_v2p0/rptemplates/match_correct"/>

</assessmentItem>

Описание элементов и атрибутов примера:

Атрибуты xmlns, xmlns:xsi и xsi:schemaLocation элемента assessmentItem описывают используемые шаблоны и схемы. Атрибут identifier описывает текущий тип вопроса. В данном случае это choice – один из многих. Атрибут title содержит заголовок текущего вопроса. Атрибут timeDependent определяет, будет ли данный вопрос ограничен во времени. Если будет, то тестируемому студенту будет отведено определенное время на размышления по данному вопросу. Далее следует элемент responseDeclaration, который содержит указатель на правильный вариант ответа. В приведенном примере правильным ответом является идентификатор ChoiceA. Следующим элементом, заслуживающим внимания, является itemBody. В нем приводится информация по вопросу и непосредственно сам вопрос (элемент prompt). А также варианты ответов в элементе choiceInteraction. В приведенном элементе choiceInteraction присутствуют такие атрибуты как: 1) shuffle – определяет, будут ли варианты ответа перемешаны при выводе их студенту. 2) maxChoices – максимальное количество выбираемых вариантов ответа. Данный атрибут ограничивает студента в выборе вариантов ответа, чтобы у него не было соблазна выбрать сразу все варианты ответа. Элемент simpleChoice содержит непосредственно один вариант ответа, а также его идентификатор. Атрибут template элемента responseProcessing определяет используемый шаблон, в котором определено соответствие с оцениванием вопроса.

Этот тип тестового вопроса, как и все остальные, имеет несколько раздельных частей, каждая из которых может быть изменена по отдельности: 1) название вопроса, 2) формулировка вопроса, 3) постановка вопроса, 4) варианты ответа. Дополнительных параметров вопрос данного типа не имеет. Ответ тестируемого обрабатывается в модуле «Обработка ответа» (Response Processing). Результат специфицирован следующим форматом: 1 (правильный ответ) или 0 (неправильный).

В других типах тестовых вопросов могут быть отличия от структуры, описанной выше. Ниже приведены такие отличия для ряда других типов.

Для типа вопроса «Множественный выбор» (Multiple Choice) (рис. 6) отличие состоит в обработке результатов. Ответ может быть 0, 1, 2,… в зависимости от принятой системы оценок, причем может применяться система штрафов за указание неправильных вариантов ответа.

Рис.6. Пример вопроса типа «Множественный выбор»

Следующий тип – «Упорядочивание» (Order) (рис. 7) отличается тем, что вопрос данного типа имеет дополнительный параметр – число объектов, подлежащих упорядочиванию. Порядок появления объектов в вопросе случайный, но не совпадает с правильным. В ответе определен правильный порядок объектов. Результат специфицирован форматом: 1 или 0.

Рис.7. Пример вопроса типа «Упорядочивание»

Рассмотрим следующий тип – «Соответствие пар» (Associate) (рис. 8), в котором отличие состоит в том, что вопрос данного типа имеет дополнительный параметр – число объектов, из которых требуется сформировать пары в соответствии с вопросом. В ответе определен правильный набор пар объектов. Результат специфицирован форматом: 1 или 0.

Рис.8. Пример вопроса типа «Соответствие пар»

Особый тип вопросов связан с обработкой графической информации. К таким типам относятся: «Горячие точки» (Hotspot), «Выбор Точки» (Select Point), «Упорядочивание графических объектов» (Graphic Order), «Соответствие пар графических объектов» (Graphic Associate) и другие. Особенности данных типов рассмотрим на примере типа «Горячие точки» (Hotspot) (рис. 9), в котором имеются два дополнительных параметра – число точек и величина радиуса окрестности для попадания в “правильную” область. В ответе определены “правильные” координаты графических объектов. Результат специфицирован форматом: 1 или 0.

Рассмотренные примеры типов тестовых вопросов относятся к группе так называемых «Простых элементов» (Simple Items). Но в спецификации IMS имеется описание типов вопросов, которые относятся к группе так называемых «Адаптивных элементов» (Adaptive Items).

Рис.9. Пример вопроса типа «Горячие точки»

Согласно спецификации IMS особенности данных типов заключаются в многоэтапности прохождения тестового вопроса при выполнении задания. Имеет место обратная связь с тестируемым, которая определяет корректировку ответа на каждом этапе, и формирует таким образом вариативность ответа. В этом вопросе могут быть дополнительные параметры, которые не специфицированы по стандарту. Результат ответа на вопрос не специфицирован и может быть определен в модуле «Обработка ответа» или оставлен для определения тьютором.

Таким образом, мы рассмотрели примеры типов тестовых вопросов, которые приводят к выводу о том, что разнообразие типов тестовых вопросов по стандарту IMS должно учитываться при проектировании структуры таблиц вопросов и ответов в СУБД системы, модуля «Обработка ответа», при формировании шаблонов представления вопросов в зависимости от их типа.

Список литературы

1. Кравцов дистанционного обучения ХГУ. Материалы второй международной научно-практической конференции «Информатизация образования Украины: состояние, проблемы, перспективы». Херсон, 2003. С.70 – 72.

2. Кравцов технологии программирования сайта дистанционного обучения ХГУ. Материалы второй международной научно-практической конференции «Информатизация образования Украины: состояние, проблемы, перспективы». Херсон, 2003. С.68 – 70.

3. Кравцов і задачі розробки систем дистанційного навчання та технології їхньої реалізації. // Комп’ютерно - орієнтовані системи навчання: Зб. наук. Праць. К.: НПУ ім. . Випуск 2. 2005 – С.294 – 305.

4. СДО ХДУ «Херсонский виртуальный университет». http://dls. ksu. /dls.

5. Vyacheslav Valuisky. Platforms of Distance Learning Support. The Analysis and the Compatibility. – Journal of Multimedia Aided Education Research 2005. Vol. 2, No. 1, P.103 – 111.

6. Стандарт СДО IMS. – www. imsglobal. org.

7. Стандарт СДО SCORM. – www. adlnet. org.