5
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................................................ 7
ГЛАВА 1. ОБЗОРНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ ....................................................................... 10
1.1. Информатизация – основная тенденция современного образования ................................ 10
1.2. Характеристика текущего состояния задачи автоматизации оценки знаний студентов
................................................................................................................................................................. 14
1.2.1 Обучающие и тестирующие системы общего назначения ............................................. 14
1.2.2 Система проектирования автоматизированных учебных курсов ПАУК ................... 14
1.2.3 Система дистанционного обучения Mоodle....................................................................... 19
1.2.4 Специализированные обучающие и тестирующие системы ......................................... 25
1.3. Выводы по главе .......................................................................................................................... 29
ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ ........................................................................................... 31
2.1 Современные технологические решения и подходы, применяемые при разработке
обучающих и тестирующих систем .................................................................................................. 31
2.2 Проектирование системы оценки знаний студентов ............................................................. 35
2.3 Информационная модель ............................................................................................................ 41
2.3.1 Модель «сущность-связь»..................................................................................................... 41
2.3.2 Концептуальная модель ........................................................................................................ 45
2.3.3 Логическая модель ................................................................................................................. 46
2.4. Выводы по главе .......................................................................................................................... 47
ГЛАВА 3. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ ............................................ 48
3.1 Реализация системы оценки знаний студентов ....................................................................... 48
3.1.1 Постановка задачи на разработку системы оценки знаний студентов........................ 48
3.1.2 Описание основных алгоритмов работы системы оценки знаний студентов ............ 49
3.1.3 Структура программного обеспечения .............................................................................. 55
3.1.4 Состав и характеристика модулей системы оценки знаний студентов ....................... 57
3.2 Тестирование системы оценки знаний студентов................................................................... 62
3.2.1 Инструкция по установке и настройке .............................................................................. 62
3.2.2 Инструкция пользователя .................................................................................................... 64
3.3 Обоснование экономической эффективности автоматизации оценки знаний студентов
................................................................................................................................................................. 76
3.3.1 Расчет затрат на разработку программного обеспечения оценки знаний студентов 76
3.3.3 Расчет срока окупаемости разработки ............................................................................... 82
3.4. Выводы по главе .......................................................................................................................... 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................................................................... 84
6
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................... 86
ПРИЛОЖЕНИЕ....................................................................................................................................... 89
7
ВВЕДЕНИЕ
Разработка систем оценки знаний студентов в настоящее время является
актуальным направлением в развитии информационных технологий,
направленных на помощь преподавателю и студенту в образовательном
процессе.
На сегодняшний день в информационной сфере в высших учебных
заведениях сложилось противоречие между все более расширяющейся сферой
применения электронных средств оценивания знаний студентов в ВУЗе с
одной стороны и отсутствием выявленной специфики подобных систем – с
другой.
Одним из возможных направлений разрешения этого противоречия
является подход, в котором использование электронных систем оценивания
знаний студентов при изучении большинства дисциплин будет носить
системный характер.
Необходимость разрешения противоречия обусловливает актуальность
данной работы, а также определяет ее проблему: каким образом должна быть
построена система оценки знаний студентов, чтобы она была эффективной. В
рамках решения указанной проблемы была определена тема выпускной
квалификационной работы.
Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что
разработан полноценный программный продукт, пригодный для оценки
знаний студентов. Этот программный продукт может быть использован и при
проведении контрольных мероприятий по практически любым дисциплинам,
читаемым на кафедре.
Цель выпускной квалификационной работы состоит в изучении
возможностей, достоинств и недостатков существующих систем оценки
знаний студентов и разработке на основании полученных результатов
полноценной системы оценки знаний студентов, адаптированной под
специфику моего ВУЗа.
8
Объектом разработки является процесс оценки знаний студентов по
различным дисциплинам.
Предмет разработки- влияние электронных тестирующих систем на
эффективность обучения.
Для достижения цели выпускной квалификационной работы были
поставлены следующие задачи:
Изучить степень влияния информационных технологий на качество
образования;
Провести обзор существующих тестирующих систем как общего
назначения, так и специализированных;
Проанализировать специальную, педагогическую, психологическую
литературу для выявления особенностей проектирования электронных
тестирующих систем;
Рассмотреть и определить этапы проектирования и создания систем
оценки знаний студентов;
Определить состав задач, решаемых системой;
Спроектировать модель базы данных;
Разработать основные алгоритмы;
Реализовать систему оценки знаний в соответствии с поставленным
техническим заданием;
Выполнить тестирование системы на пригодность к использованию
и внедрению.
Работа включает введение, три главы и заключение.
В первой главе работы дается представление о том, что из себя
представляет электронная тестирующая система в целом, приводится
описание наиболее популярных систем оценки знаний. Рассмотрены как
системы общего назначения, так и специализированные, предназначенные для
изучения отдельных дисциплин. Делается вывод о целесообразности
9
разработки системы оценки знаний средствами высокоуровневых языков
программирования.
Во второй главе представлен проект программного обеспечения оценки
знаний студентов. Рассмотрены основные задачи, решаемые системой.
Построена функциональная модель системы с точки зрения преподавателя и
студента. Разработана модель базы данных и основные алгоритмы.
Третья глава посвящена описанию готового программного продукта.
Проводится обоснование выбора средств разработки. Описывается состав и
способ взаимосвязи модулей между собой. Представлена инструкция
администратора и пользователя готовой программной системы.
10
ГЛАВА 1. ОБЗОРНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1.1. Информатизация – основная тенденция современного
образования
На сегодняшний день все сфера развития общества переживают
информатизацию. Этот процесс начался в 70-х годах прошлого столетия и в
последние годы приобрел глобальный характер, охватив не только все
развитые страны мирового сообщества, но и большинство развивающихся
стран. Информатизация общества стала причиной кардинальных изменений во
всех сферах жизни и профессиональной деятельности людей: в образовании,
деловодстве, экономике, культуре, наукездравоохранении, бытовой сфере
и т. д. Влияние этих процессов на жизнедеятельность общества настолько
значительно, что можно говорить о формировании на нашей планете
принципиально новой информационной среды обитания —
автоматизированной инфосферы.
Научно доказано, что успешное развитие процессов информатизации
общества невозмможно без информатизации образования. В сфере
образования подготавливаются и воспитываются люди, которые формируют
новую информационную среду общества.
Информатизация образования началась в 1985 году. Первые шаги в
информатизации образования были направлены на введение в средних школах
общего курса основ информатики и вычислительной техники. С этой целью в
сферу образования было передано несколько тысяч первых советских
персональных ЭВМ. В общественное сознание начало постепенно входить
новое понятие «компьютерная грамотность». Тогда под компьютерной
грамотностью понималось умение решать задачи с помощью ЭВМ, а также
понимание основных идей информатики.
В 1990 году разработана и опубликована Концепция информатизации
образования. Этот документ определил дальнейшие направления и этапы
11
информатизации образования. В основу Концепции был положен тезис о том,
что информатизация образования – это «процесс подготовки человека к
полноценной жизни в условиях информационного общества».
Сегодня выделяется четыре направления развития процесса
информатизации образования.
1. Внедрение в учебный процесс в образовательных учреждениях
современными средствами информационных технологий, а также их
использование в качестве педагогического инструмента. Это позволяет
существенно повысить эффективность образовательного процесса.
Изначально внедрение средств информационных технологий в традиционные
учебные дисциплины было фрагментарным и не было способно поддерживать
учебный процесс в целом. Однако, на сегодняшний день ситуация
кардинально изменилась и современные средства информационных
технологий способны предложить преподавателям разнообразные
организационные формы учебной работы и поддерживать процесс обучения
на всех этапах.
2. Использование современных информационных технологий, и баз
данных для информационной поддержки образовательного процесса,
обеспечения возможности удаленного доступа преподавателей и студентов к
научной и учебно-методической информации, как в пределах своей страны,
так и в других странах мира.
3. Распространение дисанционного образованя. Это позволяет
значительно расширить масштабы и глубину использования информационно-
образовательного пространства.
4. Адаптация образовательных программ к условиям стремительного
развитиея процесса информатизации общества. Это подразумевает не только
качественную подготовку учащихся и студентов по информатике, как
общеобразовательной дисциплине, но и выработку у них принципиально
новых личных качеств и навыков, необходимых для жизни в информационном
обществе.
12
Анализ перечисленных выше направлений развития процесса
информатизации образования показывает, что его рациональная организация
в интересах дальнейшего научно-технического, социально-экономического и
духовного развития общества представляет собой сложнейшую и весьма
актуальную научно-организационную и социальную проблему. Для решения
этой проблемы необходимы скоординированное и постоянное взаимодействие
специалистов образования и науки, а также эффективная поддержка этого
взаимодействия со стороны государственной власти и органов местного
самоуправления.
Актуальной проблемой в области развития информатизации сферы
образования является его обеспечение информационной поддержкой,
необходимой научной и учебно-методической информацией. Это приводит к
устойчивому возрастанию спроса на такую информацию в последние годы.
Все это вынуждает преподавателей и студентов ВУЗов и колледжей все чаще
обращаться для поиска нужных им сведений в публичные библиотеки, а также
прибегать к услугам автоматизированных информационных систем, к
информационным ресурсам Интернет.
Тем не менее, несмотря на все усилия, современный уровень
информационного обеспечения данной сферы образования отстает от уровня
развитых стран на один, а то и два пункта.
По причине финансовых ограничений уже несколько лет уровень
комплектования учебных заведений России существенным образом снизился
и продолжает снижаться, что привело его к несоответствию современным
требованиям. Резкое сокращение объема тиражей научной и научно-
поулярной литературы привели к тому, чо она стала практически недоступной
для многих учреждений. Это в свою очередь приводит к отсталости многих
педагогов, студентов и аспирантов ВУЗ’ов в знаниях о последних научных
достижениях в области биологии, глобалистики, синергетики, теории
информации, ноосферологии, субквантовой физики, экономики, экологии,
социологии.
13
Возможным путем решения решения данной проблемы является
создание в стране территориально-распределенных автоматизированных
информационных систем, ориентированных на решение задач
информационного обеспечения системы образования необходимой учебно-
методической и научно-технической информацией. В этом направлении уже
ведется активная работа.
Еще одним важным направлением информатизации образования
является разработка сертифицированных компьютерных обучающих
программ, рекомендуемых для использования учебными заведениями. В
России такой фонд уже имеется и достаточно широко используется. Его
основными задачами являются пропаганда и внедрение новых
информационных технологий в преподавание общеобразовательных
предметов, а также непосредственное управление процессом образования. На
сегодняшний день этот фонд содержит уже несколько тысяч
сертифицированных программных продуктов учебного назначения,
полностью отвечающих требованиям российских образовательных
стандартов. С подробным перечнем этих средств можно ознакомится в
специальном каталоге «Компьютерные учебные программы», который
издается Институтом информатизации образования Министерства
образования России.[5]
Исключительно острой для системы образования на сегодня стоит
проблема тиражирования и доставки в учебные организации различного рода
методических и учебных пособий, учебников и программных продуктов
учебного назначения. Использование новых технологий информационного
обслуживания образовательных учреждений позволит в значительной степени
ее решить. На сегодняшний день предложено два способа: путем
использования возможностей сети Интернет, а также на основе организации
континентальной спутниковой телевизионно-компьютерной сети. Например,
в рамках сети «ТВ-информ» создана и функционирует специальная сеть
14
«Информ-образование». Она основана на передаче компьютерной
информации в составе телевизионного сигнала общероссийского телевидения.
Информатизация образования сделала возможной дистанционную
форму обучения.
Таким образом, можно вопрос разработки автоматизированой системы
оценки знаний студентов считать актуальным и проводить дальнейшее
изучение состояния вопроса.
1.2. Характеристика текущего состояния задачи автоматизации
оценки знаний студентов
1.2.1 Обучающие и тестирующие системы общего назначения
На сегодняшний день существует множество проектов, позволяющих
разработать автоматизированный учебный курс и систему оценки знаний
студентов, полностью соответствующий всем требованиям, предъявляемым к
полноценным обучающим системам. Примерами таких проектов могут быть
системы Moodle, ПАУК и др. Рассмотрим особенности каждой из них.
1.2.2 Система проектирования автоматизированных учебных
курсов ПАУК
Система ПАУК. Система ПАУК представляет собой систему
проектирования автоматизированных учебных курсов и различных тестов к
ним. Архитектура системы ПАУК включает три части, предназначенные для
различных участников учебного процесса: для работы студента (обучающая и
тестирующая части); для работы преподавателя – администрирующая часть.
Наполнение системы ПАУК выполняется преподавателем в
администрирующей части. Это позволяет закладывать в нее абсолютно любой
курс. Преподаватель имеет возможность одновременно администрировать