автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация построения многовариантных тестовых заданий на основе деревьев и/или

На правах рукописи

Зорин Юрой Алексеевич

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ МНОГОВАРИАНТНЫХ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ НА ОСНОВЕ ДЕРЕВЬЕВ И/ИЛИ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими

процессами и производствами (образование)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005570252

Томск - 2015

005570252

Работа выполнена в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

Кручинин Владимир Викторович

Официальные оппоненты: Горчаков Леонид Всеволодович

доктор физико-математических наук, профессор кафедры информатики, ФГБОУ ВПО Томский государственный педагогический университет

Шиков Алексей Николаевич

Кандидат технических наук, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики

Ведущая организация: Национальный исследовательский Томский

политехнический университет (НИИ ТПУ), г. Томск

Защита состоится 21 мая 2015 г. в 16:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.227.06 при Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д.49., конференц-зал центра интернет-образования.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д.49 и на сайте fppo.ifmo.ru.

Автореферат разослан « {?) » &к]э 2015 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.227.06

кандидат технических наук, доцент Лобанов Игорь Сергеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним из методов определения уровня знаний в современном образовании является тестирование. Информационные технологии в представлении, оценивании и разработке форм тестирования для различных социальных групп и учебных дисциплин занимают значительную роль.

В педагогической практике учителям образовательных учреждений, преподавателям высшего и среднего образования зачастую приходится работать над формированием многовариантных заданий, которые предназначены для определения уровня знаний обучающихся. Имеющееся множество автоматизированных инструментальных средств для разработки генераторов и автоматического получения вариантов тестовых заданий существенно сокращают время создания подобных заданий, что отражено в научных трудах Иссака Бежара, Джеймса Мастерса, В.В. Кручинина, Ю.В. Морозовой. Подобные системы можно разделить на несколько групп, которые имеют схожие подходы к принципу построения генераторов тестовых заданий:

• программные системы и предметно-ориентированные языки: Possum, ЛЭТИ, инструментальный программный комплекс (ИПК) автора А.П. Сергушичевой;

• параметризированные генераторы, применяющие метод генерации параметров в тексте задания: IGOR, Moodle, адаптивная среда тестирования от компании «АСТ-Центр», Schoolhouse Test;

• системы автоматизированного получения вариантов заданий, основанных на случайном выборе вопросов из банка задач, предназначенные для подготовки школьников к ЕГЭ системы ГИА;

• инструментальные средства, имеющие программные библиотеки генераторов для определенного класса задач (шаблоны): ФЕЯ, MyTestBook, SchoolHouseTest.

Помимо автоматизированных средств преподаватели, обладающие навыками разработки программ, используют языки программирования общего назначения (С++, С#, PHP, JavaScript, Java) для создания генераторов задач. Имеется также ряд ученных, исследующих различные методы и математические подходы к построению генераторов тестовых заданий. Холлис Лай в своих трудах описывает метод семантических графов, позволяющих получать различные варианты вопросов, основанных на утверждениях. Марк Герл, описывая метод параметризации фрагментов текста заданий, применяет его для построения генераторов заданий для врачей.

Имеющиеся технологии и инструментальные средства не могут претендовать на некую универсальность, так как используют сложные для разработчиков математические модели, которые требуют дополнительных навыков и знаний. Одни системы имеют ограничения по классу дисциплин получаемых генераторов, другие не учитывают поддержку расширения содержательности и типов вопросов в зависимости от вида тестового контроля.

Большинство систем направлено на формирование многовариантных заданий в печатных форматах или в форматах закрытого типа с целью их последующего импорта в собственные средства тестирования, что затрудняет использование тестовых задач в различных формах тестирования. Отсутствие таких возможностей, как оценка количества и идентификация всех вариантов не дает гарантии выдачи уникальных заданий на всем этапе жизни генератора. Применение языков программирования предметно-ориентированных или общего назначения для построения задач генераторного типа требуют от разработчика знание синтаксиса того или иного языка. Следовательно, существует проблема в создании генераторов тестовых заданий с применением визуальных компонентов построения алгоритмов генераторных задач для широкого класса дисциплин и различных форм проведения тестового контроля с возможностью количественной оценки разработанного алгоритма на предмет унификации.

Кручининым получен метод разработки алгоритмов комбинаторной генерации основанных на деревьях И/ИЛИ, который был применен для широкого класса комбинаторных объектов, такие как деревья, перестановки, разбиения. Кроме того были отдельные попытки применить деревья И/ИЛИ для построения генераторов тестовых заданий Однако общего подхода

применения этого метода в генерациях многовариантных заданий в настоящее время не разработано.

Таким образом, остается актуальной задача развития метода построения генераторов вопросов на основе деревьев И/ИЛИ и разработки инструментального средства на его основе, решающее проблему получения унифицированных многовариантных тестовых заданий для широко класса дисциплин с применением визуальных компонентов при создании алгоритмов генерации.

Объектом исследования является автоматизация технологических процессов контроля и испытаний в системах электронного и дистанционного обучения.

Предметом исследования является разработка моделей, алгоритмов и системы автоматизации построения многовариантных тестовых.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование средства автоматизации многовариантных тестовых заданий на основе деревьев И/ИЛИ. Для достижения данной цели поставлены следующие задачи:

• обзор методов и средств автоматической генерации тестовых заданий;

• расширение понятий деревьев И/ИЛИ с целью их применения для построения алгоритмов генерации заданий;

• формулирование требований для построения систем генерации тестовых заданий;

• разработка синтаксического описания алгоритмов генерации на основе деревьев И/ИЛИ и технологии описания тестовых заданий на его основе;

• разработка инструментального средства для создания, хранения и редактирования тестовых заданий генераторного типа;

• анализ и исследование инструментальной системы генерации комбинаторных множеств на деревьях И/ИЛИ для генерации тестовых заданий.

Научная новизна диссертационной работы:

• развит метод представления генераторов тестовых заданий в виде дерева И/ИЛИ путем введения новых узлов и понятий;

• разработан алгоритм генерации многовариантных заданий и решений для использования в различных формах и системах контроля знаний;

• разработан язык GILT, который позволяет описывать алгоритмы генерации тестовых заданий;

• разработано новое инструментальное средство визуального построения генераторов вопросов и их отладки, которое сокращает сроки разработки многовариантных тестовых заданий.

Методы исследований заключаются в системном подходе к разработке принципов, моделей представления и обработки знаний, базирующихся на использовании теории построения генераторов, теории вероятности, комбинаторики, теории принятия решений, методов информационного поиска. В работе использованы понятия и подходы объектно-ориентированного и функционального программирования.

Осповпые положения, выносимые на защиту:

• метод описания генератора тестовых заданий в виде дерева И/ИЛИ обеспечивает идентификацию и нумерацию тестовых заданий, подсчет их числа и позволяет решить задачи унификации, хранения вариантов, а также оценки мощности генератора;

• разработанный алгоритм получеши тестовых заданий в печатных и электронных форматах обеспечивает использование их в различных формах и системах проведения контроля знаний;

• инструментальная система визуальной разработки генераторов вопросов упрощает процесс обучения построения генератора и ускоряет процесс разработки и получения многовариантных тестовых заданий.

Практическая значимость. Разработанная технология построения генераторов тестовых заданий и инструментальная «онлайн» система на ее основе позволяют:

• с помощью методов генерации на основе деревьев И/ИЛИ получать многовариантные задания для различного класса дисциплин;

• идентификацию и нумерацию вариантов дерева И/ИЛИ, количественную оценку мощности генераторов на этапе разработки;

• создавать многовариантные задания без использования синтаксических конструкций на базе визуальных компонентов;

• предоставлять разграниченный доступ посетителям с целью разработки и ведения банка генераторных задач, получать тестовые задания на

их основе для различных форм тестирования в рамках открытого Интернет-приложения.

Достоверность результатов, полученных в ходе диссертационной работы, подтверждается теоретическими исследованиями моделей и алгоритмов инструментальной системы для разработки многовариантных задач, экспериментальными данными при практическом использовании СРГ как в дистанционных формах обучения, так и в компьютерной поддержке очного обучения, а также в ходе открытых обсуждений на различного уровня конференциях.

Внедрение. Основные результаты диссертационной работы внедрены и используются:

В технологическом процессе создания многовариантных тестовых заданий для проведения экзаменационных и контрольных работ на факультете дистанционного обучения ТУСУР, в Томском институте бизнеса и в Омском Институте новых технологий в образовании.

В очном обучении студентов ТУСУР в рамках лабораторных работ по дисциплине «Компьютерные технологии в науке и образовании».

Получено электронное свидетельство ОФЭР НиО на «Систему разработки генераторов тестовых заданий Платан» под номером 19528.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты диссертации докладывались на следующих международных, всероссийских, региональных конференциях и семинарах:

1) Международная научно-методическая конференция «Современное образование: новые методы и технологии в организации образовательного процесса» (г. Томск, 2013 г.);

2) Международная научно-методическая конференция «Современное образование: проблемы обеспечения качества подготовки специалистов в условиях перехода к многоуровневой системе высшего образования» (г. Томск,

2012 г.);

3) XVII Международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии», (г. Томск, 2011 г.);

4) XVIII Всероссийская научно-методическая конференция «Телематика'2011». (г. Санкт-Петербург, 2011 г.);

5) XV Всероссийская конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и образование», (г. Томск, 2011 г.).

6) III ежегодная Международная научно - практическая конференция «Перспективы развития информационных технологий», (г. Новосибирск 2011 г.).

7) Открытый конкурс фонда содействия развития малых форм предприятий в научно-технической сфере «У.М.Н.И.К. - 2013» (г. Томск,

2013 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследовательских работ было опубликовано 12 научных работ, в том числе, 3 работы в изданиях,

включенных в перечень рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертационных исследований.

Личный вклад. Основные результаты работы: технология построения генераторных заданий на основе деревьев И/ИЛИ, практическая реализация в виде инструментального средства для разработки тестовых заданий на базе генераторов получены автором лично.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 73 наименования и 9 приложений. Общий объем диссертации 139 страниц, включая 43 рисунка, 12 таблиц, 9 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена обзору систем построения генераторов тестовых заданий. Поставлены проблемы, существующие перед преподавателями и разработчиками генераторных заданий. На основе выявленных проблем формируется задача в разработке инструментального средства, использующего метод построения алгоритмов генерации на основе деревьев И/ИЛИ. Вводится понятие дерева И/ИЛИ и его варианта.

Зачастую к генерации тестовых заданий прибегают преподаватели, обладающие соответствующей квалификацией в технических средствах, реализующих построение генераторов. Обычно для подобных целей используются языки программирования общего назначения. Имеется ряд автоматизированных средств позволяющие описывать алгоритмы генерации за счет использования предметно-ориентированных языков программирования. Некоторые сообщества преподавателей используют инструментальные средства для формирования многовариантных заданий, которые предназначены для узкого круга задач и разработаны своими же программистами.

Представленный обзор показывает существующие решения, содержащие важные и полезные идеи генерации задач генераторного типа. Имеющиеся реализации инструментальных систем можно разделить на несколько групп, которые используют схожие идеи при создании многовариантного тестового задания:

• программные системы, использующие предметно-ориентированные языки: Possum, ЛЭТИ, инструментальный программный комплекс (ИПК) автора А.П. Сергушичевой;

• параметризированные генераторы, применяющие метод генерации параметров в тексте задания: IGOR, Moodle, адаптивная среда тестирования от компании «АСТ-Центр», Schoolhouse Test;

• системы автоматизированного получения вариантов заданий, основанных на случайном выборе вопросов из банка задач (например, Moodle), предназначенные для подготовки школьников к ЕГЭ системы ГИА;

• инструментальные средства, имеющие программные библиотеки генераторов для определенного класса задач (шаблоны): ФЕЯ, MyTestBook, SchoolHouseTest.

Помимо автоматизированных средств, преподаватели, обладающие навыками разработки программ, используют языки программирования общего назначения (С++, С#, PHP, JavaScript, Java) для создания генераторов задач.

Несмотря на широкий выбор, предоставляемый разработчикам тестовых заданий, используемые подходы и методы к построению генераторов в программных средствах имеют либо сложную реализацию, либо скудные возможности с точки зрения не только разнообразия получения различных вариантов, но и со стороны оценки их возможностей.

Исследуя недостатки и достоинства существующих решений, формулируется потребность в создании инструментального средства на базе метода, позволяющего учитывать существующие недостатки и учитывать полезные наработки для построения алгоритмов генерации вопросов и формирования тестовых заданий. В монографии В.В. Кручинина «Генераторы в компьютерных и учебных программах» вводится понятие дерева И/ИЛИ для создания широкого класс генераторов комбинаторных объектов, в том числе и генераторы тестовых заданий.

Дерево И/ИЛИ — это ациклический ориентированный граф, обладающий следующими свойствами:

• имеется корень: вершина без входящих дуг;

• все вершины кроме корня имеют ровно одну входящую дугу и несколько, возможно ноль, исходящих.

• каждой вершине соответствует пометка И или пометка ИЛИ.

Вариантом дерева И/ИЛИ называется поддерево, которое отличается от

исходного дерева тем, что у него удалены все исходящие из ИЛИ-вершин ребра кроме одного. Пример дерева и его вариантов изображены на рис. 1 и 2 соответственно. ИЛИ-вершины обозначены без дуги, а И-вершина, обозначена с помощью одной дужки.

И-узеп

ИЛИ-узел

Рисунок 1 - Схематическое представление узлов И/ИЛИ

Рисунок 2 - Варианты дерева И/ИЛИ Во второй главе описываются алгоритмы подсчета мощности и генерации дерева И/ИЛИ. Описан принцип генерации вопроса на основе дерева И/ИЛИ. Вводятся новые понятие типов узлов дерева И/ИЛИ с целью описания задач генераторного типа в различных формах, типах вопроса и форматах представления.

Мощностью дерева И/ИЛИ называется количество вариантов, которое оно содержит. Так, мощность дерева, представленного на рисунке 2, равна 6. Рассчитывается мощность дерева И/ИЛИ следующим рекуррентным выражением:

для ИЛИ-узла;

уг;, дляИ-узла; , (2)

1, для листа.

где 2 — рассматриваемый узел дерева; {5,г}";,— множество сыновей узла н'2 — число вариантов для узла

Алгоритм генерации дерева И/ИЛИ описывает логику получения варианта дерева И/ИЛИ по его номеру.

Алгоритм последовательной генерации вариантов дерева И/ИЛИ основан на представлении вариантов узлов ИЛИ в виде массива стеков. Каждый узел имеет уникальный идентификационный номер, а стек, соответствующий узлу, ИЛИ содержит последний полученный вариант данного узла. Алгоритм позволяет получать множество вариантов в пределах упорядоченного числового диапазона с некоторым постоянным шагом.

Алгоритм генерации варианта по номеру основан на том, что, зная номер варианта для заданного узла, можно пересчитать этот номер, рекурсивно получая пересчитанные номера вариантов его сыновей, основываясь на значениях функций Данный алгоритм превосходит алгоритм

последовательной генерации в скорости в случае получения одного или нескольких произвольных вариантов.

Для представления тестового задания в виде дерева И/ИЛИ необходимо текст задания разбить на фрагменты. Обычно фрагменты разбиваются на узлы: постоянные и переменные. Для переменных узлов записываются множества реализаций, каждый из которых представляет собой конкретный текст. Затем каждый из выделенных узлов реализаций анализируется и, если есть возможность, разбиваются на переменные и постоянные узлы. Рассмотрим пример построения дерева И/ИЛИ.

В ящике имеется 10 белых и 15 черных шаров. Вынимаются 4 шара. Какова вероятность того, что все вынутые шары будут одного цвета?

Для описания алгоритма генерации данной задачи, представим текст как совокупность строковых символов. Данное действие позволит получать различные варианты представления данной задачи за счет изменения заранее определенных групп символов (слов, чисел и т.д.). Весь текст условия задачи разделим на три фрагмента {А, В, С}, тогда узел будет И-узлом, содержащий узлы А, В, С. Каждый из фрагментов разделяется на фиксированные и переменные части. Например, узел В разбивается на три фиксированных фрагмента {Т4, Т8, Т12} и два переменных {У2, УЗ}, которые имеют по три

варианта реализации. Ниже в табл. 1 перечислены значения узлов .

Таблица 1 - Значения узлов

Т1 - В Т9-8

Т2 - ящике Т10-10

ТЗ — коробке Til -7

Т4 - имеется TI 2 - черных шаров.

Т5- 10 Т13 - Вынимаются

Тб - 15 Т14 — 2 шара. Какова вероятность того, что вынутые шары будут разных цветов.

11-20 Т15 — 4 шара. Какова вероятность того, что все вынутые шары будут одинакового цвета.

Т8 - белых и

Построим дерево И/ИЛИ наглядно отображающее все возможные варианты условий данной задачи (рис. 3). Используя формулу 1, подсчитаем мощность данного дерева:

П'р = ]УЛ ■ №в ■ \\'с = (П -П)-(Г4• VI • Г8• КЗ-Т12) • (Г13 • V4) = (Л • (Т2 + ГЗ)) • (Г4 • (Т5 + Т6 + 77) ■ Г8 • (Г9 + ПО + П 0) • Г12) • (Г13 • (Г14+ Т\ 5)) = 2-3-3-2 = 36 Возможные варианты: {Т1, Т2, Т4, Тб, Т8, Т10, Т13, Т14}

В ящике имеется 15 белых и 12 черных шаров. Вынимаются 2 шара. Какова вероятность того, что вынутые шары будут разных цветов. {Т1, ТЗ, Т4, Т5, Т8, Т11, Т13, Т15}

В коробке имеется 10 белых и 7 черных шаров. Вынимаются 4 шара. Какова вероятность того, что все вынутые шары будут одинакового цвета.

Рисунок 3 - Схематичное представление задачи в виде дерева И/ИЛИ

В представленном примере уже используется название узлов с целью условного обозначения и сокращения записи значения узла при построении дерева И/ИЛИ. Помимо данной задачи, именованные узлы могут выступать в качестве хранилища значения, с целью его последующего использования, например, при формировании ответа, решения, подсказки (в зависимости от формы проведения тестирования). Расширяя возможности именных узлов, введем понятие условно-именного узла, который идентифицируется в процессе генерации, но не участвует при построении варианта. Смешанный узел аналогичен узлу И, за исключением того, что при получении варианта его сыновья перемешиваются случайным образом. Интервальный узел позволяет описывать интервальные значения целых чисел, необходимых для формирования генераторов задач с варьированием числовых параметров. Принцип работы условного узла аналогичен принципу работы условного оператора любого языка программирования: проверка выражения, действия при верном или ложном выражении.

Третья глава посвящена разработке системы построения генерации тестовых заданий. Обработка методов генерации вариантов дерева И/ИЛИ реализована в языке GILT. Основные требования к возможностям языка для разработки генераторов:

• возможность описания рекурсивной структуры дерева И/ИЛИ, всех типов узлов, а также выполнение операций над ними;

• поддержка функций для работы с текстом;

• поддержка математических функций;

• генерация отдельных частей генератора вопроса, с целью его использования в определенной форме тестирования;

• отладка на любом шаге описания генератора;

• наличие среды разработки;

• кроссплатформенность;

• безопасность.

Интерпретатора языка GILT реализован на языке F#, отлично сочетающий в себе мультипарадигмальный принцип программирования.

Поддержка таких структур данных как кортежи и размеченные объединения существенно упрощают построение и обработку древовидных структур.

Функциональная парадигма программирования характеризуется рекурсивными функциями, предоставляя более удобные возможности обработки древовидных структур, в том числе деревьев И/ИЛИ. Язык F# предоставляет полный набор инструментов функционального программирования: алгебраические типы данных, функции высшего порядка, средства для композиции функций и неизменяемые структуры данных. Все функциональные возможности F# реализованы поверх общей системы типов .NET Framework. Синтаксическая диаграмма языка GILT представлена на рис. 4.

Представленный язык построения генераторов задач, как правило, используются не самостоятельно, а как составная часть программных комплексов.

Разработка подразумевает создание RAD-системы (от англ. rapid application development - быстрая разработка приложений), как средства визуального программирования. Данный подход существенно упрощает использование системы.

# - Символ указывающий, что узел условно-именной

iU[

Название узла

ЧИ

узла

]-

условие

0-

rOZh

KZIZr

Рисунок 4 - Синтаксическая диаграмма языка GILT

Процесс построения инструментальной системы построения генераторов комбинаторных множеств на основе деревьев И/ИЛИ под названием «Платан» можно разделить на несколько основных частей:

• реализация модуля авторизации и системы ролей;

• реализация модуля хранения вопросов;

• реализация модуля визуальной разработки алгоритмов генерации;

• реализация модуля обработки изображений;

• реализация компонента создания конструктора тестов;

• реализация интерфейсов для выгрузки вопросов в различных форматах.

Схема взаимодействия модулей системы построения генераторов задач представлена на рисунке 5.

Основные характеристики системы «Платан»:

• визуальная разработка алгоритмов генерации тестовых заданий на основе деревьев И/ИЛИ;

• различные формы и виды тестирования;

• формирование тестовых заданий;

• разграниченный доступ в режиме «онлайн».

Результаты внедрения разработанной системы в образовательный процесс повествует четвертая глава. Приведены сравнительные характеристики системы с аналогами.

Система построения генераторов тестовых заданий «Платан» применяются для создания экзаменационных и контрольных работ в дистанционной технологии на ФДО ТУ СУР с 1 мая 2013 года.

Рассмотрим динамику построения многовариантного тестового задания по традиционной технологии разработки фиксированного теста и генераторной технологии создания тестовых заданий. На разработку одного варианта задания фиксированного теста специалисту предметной области требуется 15-20 минут, а генератора с применением инструментальной системы - около 1-го часа, из которого как минимум можно получить 100 вариантов. На рис. 6 показана динамика создания банка тестовых заданий по разным технологиям. График показывает эффективность создания генератора с применением представленной инструментальной системы уже при 18 вопросах, а с увеличением количества вариантов время разработки одного варианта стремится к некоторой временной константе (К), которая равна времени входа пользователя в систему и осуществления определённых манипуляций для получения тестового задания или разработки генератора. Результаты эксперимента показали, что для создания 45000 вариантов традиционным способом методисту потребуется более 900 часов, используя алгоритмы генерации СРГ - 1-4 часов (в зависимости от квалификации методиста).

Модуль управления ПО

~7%

Ж

Модуль управления пользователями

' Конструктор теста ' | Выбор генераторов]

_____

Разработка генератора

Визуальный конструктор _вопросов_

| Транслятор генераторов |

Интерпретатор GILT |

| Обработка генератора |

—а------

Формирование вариантов

Выбор формата импорта

Авторизация

Регистрация

Ж

-zs

SZ-

Модуль обмена данными с БД

Рисунок 5 - Схема взаимодействия модулей системы

Полученные расчеты показывают эффективность разработки и внедрения системы построения генераторов. Эффективность обусловлена сокращением рабочего времени на создание пакета многовариантных заданий для проведения экзаменов и контрольных работ, с целью обеспечения индивидуальными заданиями большого числа студентов.

Результаты сравнения с аналогичными системами разработки генераторных задач представлены в таблице 2.

—Традиционная форма разработки генератора

—Разработка генератора с применением инструментальной системы Платан —К, временная константа

Рисунок 6 - График динамики затраченного времени на создание многовариантного задания

Таблица 2 - Сравнение системы построения генераторов «Платан» с другими инструментальными средствами построения генераторов

1 2 3 4 5 б 7 8

Последовательная генерация + - + + + - - -

Генерация элементов множества по номеру + - + - - - - -

Случайная генерация элементов множества + + + - + + + +

Подсчет мощности генераторов + - - - - - - -

Построение произвольных алгоритмов + - + - - - - -

Расширяемость + + - - - - - -

Сетевой доступ + + - - - + - +

Визуальная разработка + - - - - - - -

Создание тестов + + - - - - + +

Встраиваемые объекты + + - + + - + +

Экспорт в различные форматы + - - + - - - -

В заключении сформулированы основные результаты работы:

1. Проведен анализ существующих автоматизированных средств разработки генераторных заданий.

2. Определены понятая именованных, условно-именнованных, функциональных, условных узлов дерева И/ИЛИ, реализующих описание алгоритмов генерации заданий для различных видов контроля знаний, производящих нумерацию и идентификацию вариантов.

3. Представлен способ описания заданий генераторного типа с помощью деревьев ШИЛИ. На базе способа разработан язык создания алгоритмов генерации тестовых заданий GILT, а также его транслятор.

4. Разработана и реализована система построения генераторов тестовых заданий «Платан» со следующими основными характеристиками:

- визуальное построение алгоритмов генерации тестовых заданий на основе деревьев И/ИЛИ;

- различные формы и виды тестирования;

- разграниченный доступ в режиме «онлайн».

Произведенный анализ системы «Платан» обладает рядом преимуществ

относительно аналогичных систем описания генераторных задач. Количественные показатели внедрения результатов диссертационной работы в образовательный процесс показывают сокращение сроков разработки тестовых заданий генераторного типа. Оснащение уникальными вариантами студентов ФДО ТУСУР увеличивает процент самостоятельности выполнения экзаменационных работ.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

из перечня ВАК

1. Зорин Ю.А. Интерпретатор языка построения генераторов тестовых заданий на основе деревьев И/ИЛИ // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2013. №1. С. 75 - 79. -0,31 п. л.

2. Зорин Ю.А. Использование алгоритмов комбинаторной генерации при построении генераторов тестовых заданий // Дистанционное и виртуальное обучение. 2013. №6. С. 54 - 59. - 0,38 п.л.

3. Зорин Ю.А., Посов И.А. Инструментальные системы построения и получения многовариантных тестовых заданий // Компьютерные инструменты в образовании. 2014. №1. С. 14 - 25. - 0,3 п.л./0,9 п.л.

публикации в других изданиях

4. Зорин Ю.А., Титков A.B. Развитие языка GIL. Сборник трудов XVII Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых "Современные техника и технологии", ТПУ, г. Томск, 2011 г. — 0,3 п.л./0,9 п.л.

5. Зорин Ю.А., Титков A.B. Язык программирования генераторов GIL. Материалы всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР - 2011», ТУСУР, г. Томск, 2011 г. - 0,3 п.л./0,9 п.л.

6. Зорин Ю.А. LMS Moodle на факультете дистанционного обучения ТУ СУР // Материалы 11-й Международной научно-практической интернет-конференции «Информационные технологии в науке и образовании». Железноводск. 2012.-0,19 п.л.

7. Зорин Ю.А. Программные средства создания и обработки учебных материалов в стандарте Ims Content Package. П Всероссийские научно-педагогические чтения памяти В.Д. Новикова «Инновационная образовательная среда как ресурс развития современного образования в России», г. Смоленск, 2011 г. -0,19 п.л.

8. Зорин Ю.А. Применение алгоритмов комбинаторной генерации на основе деревьев И/ИЛИ при построении генераторов тестовых заданий, «Современное образование: новые методы и технологии в организации образовательного процесса», Материалы международной научно-методической конференции, г. Томск, 2013 г. —0,19 п.л.

9. Зорин Ю.А. Сдача компьютерных экзаменационных работ на факультете дистанционного обучения ТУСУР // Материалы Международной научно-методической конференции 27-28 января 2011., Россия, Томск. -Томск: Томск, гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2011. - С. 50-51. -0,13 п.л.

10. Зорин Ю.А. Система контроля знаний факультета дистанционного обучения ТУСУР // Материалы Всероссийской научной конференции молодых ученых "Наука. Технологии. Инновации" (НТИ-2010), Новосибирск, НГТУ, 2010. - С. 305-306.-0,13 п.л.

11. Зорин Ю.А. Система разработки генераторов тестовых заданий на основе деревьев И/ИЛИ // Материалы всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР-2013», Томск, 2013. - С. 327-329. - 0,19 пл.

12. Зорин Ю.А. Разработка генераторов тестовых заданий на основе визуальных компонентов // Сборник трудов XXI Всероссийской научно-методической конференции «Телематика-2014», ИТМО, г. Санкт-Петербург, 2014 г. - С. 105-107. - 0,13 п.л.

Заказ 263. Тираж 100 экз.

Томский государственный университет систем управления и радио электроники.

634050, г. Томск, пр. Ленина, 40 Тел. 533018.