25
лишних функций, что вызывает дополнительные сложности при их освоении.
Большинство универсальных обучающих и тестирующих систем имеют
закрытый исходный код, что не позволяет выполнить их доработку
самостоятельно, а требует обращения к фирме-разработчику. Таким образом,
использование универсальной системы оценки знаний в контексте
рассматриваемой в работе задачи считаю нецелесообразным.
1.2.4 Специализированные обучающие и тестирующие системы
Помимо обучающих систем общего назначения на рынке представлено
множество специализированных программных решений, направленных на
обучение и оценку знаний пользователей физике и ТОЭ. Особенностью
готовых обучающих систем является тот факт, что в большинстве своем они
уже наполнены обучающей информацией и тестами, а ее корректировка не
всегда возможна. Далее рассмотрим наиболее популярные среди них.
Образовательный комплекс «1С:Высшая школа. Физика для вузов».
Образовательный комплекс «1С:Высшая школа. Физика для вузов»
представлена тремя отдельными проектами по различным разделам физики:
механика, термодинамика и молекулярная физика, электричество.
Каждый проект содержит учебные материалы по темам
соответствующих разделов общего курса физики для высших учебных
заведений. По каждой теме имеется как теоретический материал, так и
материалы для практических занятий, а также контрольные работы, которые
содержат подборки тестовых заданий. Материалы предназначены для
самостоятельной работы и для использования в аудитории под руководством
преподавателя.
Контрольные работы содержат задания по ряду тем, объединенных, как
правило, по смысловому признаку. В них могут входить темы,
последовательность изучения которых традиционна для вузовского курса
физики на протяжении определенного временного интервала. Каждая
26
контрольная работа включает 25 заданий, большая часть которых содержит
рисунки, графики. В случае затруднений в каждом задании имеется подсказка,
которая позволяет посмотреть правильный ответ на предложенное задание.
Контрольные работы могут использоваться на занятиях для быстрого
получения информации преподавателем о ходе усвоения материалов по
разделу, а также для самостоятельной работы студентов.
Система поиска позволяет находить список ресурсов внутри
образовательного комплекса, соответствующих запросу. Этот функционал
может быть использован не только для нахождения справочной информации,
но и для тщательной проработки вопросов, не отраженных непосредственно в
тематическом классификаторе комплекса.
а) б) в)
Рисунок 1.4- Обложка диска «1С: Высшая школа.Физика»: а) Механика; б)
Молекулярная физика и термодинамика; в) Электричество.
Тестирующая программа по информатике HardTest. Эта программа
обладает очень простым и понятным интерфейсом (рисунок 1.5). В данной
тестирующей и обучающей программе пользователю предлагается узнать
периферийные устройства компьютера, различные элементы персонального
компьютера, а также электронной техники вообще по их изображениям.
27
Рисунок 1.5 – Интерфейс программы HardTest
При правильном или неправильном ответе автоматически фиксируется
количество таковых.
После ответа на определенное количество правильных ответов статус
пользователя возрастает и меняется на "Профан", "Младший специалист",
"Старший специалист", "Оператор ПК", "Хакер" и наконец "Директор
Microsoft".
После ответа на последний вопрос программа выставляет оценку.
В программе можно менять язык интерфейса, вопросов и ответов на
украинский или русский.
Открытая Математика. Курс "Открытая Математика 2.5" предназначен
для учащихся школ, лицеев, гимназий, колледжей, для абитуриентов,
готовящихся к поступлению в вуз, студентов первых курсов технических
вузов и для самостоятельного изучения физики. Содержание "Открытой
Физики 2.5" примерно соответствует программе курса физики для
общеобразовательных учреждений России. Некоторые разделы курса выходят
28
за рамки программы для основной и старшей школы и могут быть
использованы при углубленном изучении алгебры и геометрии.
Основными частями курса являются: "Теория", "Контрольные вопросы",
"Вопросы для самостоятельного решения" и "Задачи с решениями"; они
соответствуют различным видам учебной деятельности, реализованным в
курсе.
Курс издан на двух дисках. Первая часть "Открытой математики" была
издана два года назад, и "Открытая математика 2.5" фактически является ее
переизданием, а вторая часть издается впервые.
Содержание курса:
Планиметрия;
Стереометрия;
Алгебра;
Функции и графики.
Курс содержит:
100 часов контактного времени;
Более 150 страниц иллюстрированного учебника;
53 интерактивные учебные модели;
Около 500 рисунков и схем;
Более 700 контрольных вопросов и задач для проверки знаний, а
также задач с решениями,
14 лабораторных работ
Сертификационный тест;
Справочные материалы;
Журнал успеваемости.
Экранная форма приложения «Открытая математика» представлена на
рисунке 1.6.
29
Рисунок 1.6- Экранные формы приложения «Открытая математика»
Помимо перечисленных выше программ, имеющихся в открытом
доступе в Интернет, многие учебные заведения используют собственные
разработки, адаптированные к их специфике. К сожалению, доступ к таким
ресурсам получить не удалось.
1.3. Выводы по главе
В первой главе показана целесообразность использования
информационных технологий при оценивании знаний студентов. Рассмотрены
существующие обучающие и тестирующие системы, как общего, так и
специализированного назначения; определены типовые функции и задачи
таких систем. Показано, что основным недостатком тестирующих систем
общего назначения является низкая адаптируемость к специфике курса и
учебного заведения, а также сложности с технической поддержкой.
Недостатком тестирующих систем специального назначения является их
привязка к определенному курсу и отсутствие возможности наполнения
курсов собственными материалами и тестами. На основании выполненного
обзора существующих тестирующих систем определены функции
30
программного обеспечения оценивания знаний студентов, которое
разрабатывается в рамках данной работы.
31
ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
2.1 Современные технологические решения и подходы,
применяемые при разработке обучающих и тестирующих систем
На сегодняшний день не существует единой общепризнанной
технологии разработки обучающих систем и систем контроля знаний.
Наиболее популярными являются следующие пути их создания:
программирование, инструментальные средства, использование HTML и т. д.
Рассмотрим особенности каждого подхода более подробно.
Программирование. Подход к реализации обучающих систем и систем
контроля знаний, основанный на программировании позволяет максимально
полно реализовать всевозможные функции системы. В том числе и
уникальные, специфические, требующие индивидуального подхода. Однако
данный подход требует от разработчика профессионального владения
средствами программирования, и, как правило, на реализацию системы уходит
времени, что делает его чаще всего недоступным для преподавателя.
Кроме того, содержание получаемых обучающих систем и состав тестов
тестирующих систем практически не поддается изменению без
редактирования программного кода, что доступно лишь разработчику. Таким
образом, применение современных средств программирования имеет смысл
только в исключительных случаях, требующих нестандартной технологии
работы.
Использование специализированных инструментальных средств. Среди
таких систем наибольшей популярностью пользуются программы
ToolBookInstructor и ToolBookAssistant компании SumTotalSystems, ранее
известной как click2learn.com. Разработка систем оценки знаний средствами
таких систем выполняется в три этапа:
Визуальная разработка пользовательского интерфейса
приложения. На первом этапе выбирается загатовка будущего приложения
32
среди имеющихся шаблонов. На нее накладываются различные элементы
пользовательского интерфейса: кнопки, текстовые поля, картинки и т. д.
Данный процесс мало отличается от процесса их рисования в графическом
редакторе.
Разработка и отладка основных модулей приложения. Данный
этап сводится к привязке программы к каждому объекту пользовательского
интерфейса. Эта программа определяет реакцию приложения на действия
пользователя и пишется на встроенном в систему ToolBook языке OpenScript
Создание дистрибутива приложения. Данный этап завершает
процесс создания системы контроля знаний средствами ToolBook и сводится
к генерации дистрибутива приложения для той операционной среды, в
которой должно работать приложение.
Данный подход имеет ряд достоинств. Наиболее важные среди них:
– Упрощение процесса разработки систем оценки знаний за счет
использования готовых библиотечных объектов;
– Возможность создания приложений для Windows (используется
специальный формат представления данных) и приложений для Internet
(используется формат HTML и Java);
– Поддержка всех современных форматов мультимедиа, и
совместимость с WindowsMediaPlayer, RealNetworkRealPlayer и
MacromediaFlashPlayer;
– Мощные средства программирования. ToolBookInstructor использует
расширяемую объектно-ориентированную среду разработки с языком
сценариев OpenScript, интегрированный редактор сценариев, отладчик
сценариев и браузеры объектов.
Однако данная система имеет и некоторые недостатки:
Отсутствие русскоязычной литературы и локализации самой
системы на русский язык;
Сложности освоения языка OpenScript для непрограммистов;
33
Отсутствие какой-либо справочной литературы по языку сценариев
OpenScript;
Высокая стоимость продуктов ToolBook.
Указанные недостатки значительно затрудняют освоение продуктов
семейства ToolBook для большинства преподавателей.
Использование системы разработки мультимедиа приложений
HyperMethod. Система HyperMethod позволяет создавать сложные
мультимедиа приложения, соответствующие современным стандартам. Среда
разработки оптимизирована для производительной работы при создании
информационных систем с большим количеством неструктурированного
материала и объединяет в одно целое звук, видео, рисунки, анимацию, текст и
гипертекст. Технология, заложенная в пакете, позволяет при выполнении
проекта распараллелить работы по различным направлениям. Однако данная
система является платной и ее стоимость для большинства преподавателей
является достаточно высокой.
Создание системы оценки знаний студентов средствами HTML. HTML-
документы представляют собой текстовые файлы, которые содержат
специальные команды, позволяющие управлять шрифтами, отступами,
вставлять рисунки в различных стандартных форматах, поддерживать вывод
звука и анимации. При помощи механизма гиперссылок HTML позволяет
легко связывать различные материалы между собой. Освоение HTML не
требует специальных навыков пользователя, а создание HTML-документа не
сложнее создания обычного текстового документа. HTML удобно
использовать для создания мультимедийных справочников, энциклопедий,
словарей. Однако создать полноценную систему контроля полученных знаний
средствами HTML невозможно, а освоение дополнительных средств
разработки (JavaScript, PHP) требует более глубоких знаний пользователя в
области программирования. Это существенно снижает круг возможных
разработчиков.
34
Для принятия окончательного решения о выборе средства реализации
автоматизированной системы контроля знаний выделим следующий ряд
основополагающих критериев, на основании которых и будет принято
решении. Сравнительная характеристика перечисленных в данной главе
средств разработки систем контроля знаний представлена в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Сравнительная характеристика средств разработки систем
оценивания знаний студентов
Наименование
средства
разработки
Возможность
реализации
нестандартных
задач
Быстрота
разработки
Возможность
внесения
дополнений в
функционал
Русско-
язычный
интерфейс
Бесплатное
распро-
странение
Необходимость в
наличии
дополнительного
ПО
Применение
средств
программиров
ания (C++,
РНР)
+
-
+
+
+
-
Система
ToolBook
+
+
+
-
-
-
Система
HyperMethod
-
+
-
+
-
-
Использовани
е HTML
-
+
-
+
+
-
Как видно из таблицы 2.1 все специализированные средства разработки
автоматизированных систем контроля знаний являются платными, что в
данной ситуации неприемлемо. Бесплатными остаются специализированные
средства программирования или язык гипертекстовой разметки HTML.
Однако системы контроля знаний, созданные на основе HTML, являются
очень скудными по функционалу.
Сравнивая достоинства и недостатки каждого подхода к разработке
автоматизированных систем оценки знаний студентов, а также возможности,
которые каждый подход позволят реализовать, я пришел к выводу, что
наиболее целесообразным будет использование инструментальных средств
программирования. В качестве языка программирования будет использован
PHP. Таким образом, разработанная система будет содержать максимум
возможностей и будет обладать удобным пользовательским интерфейсом.