Помощь студентам в учебе
Подсистема анализа корректности выполнения графических тестовых заданий
|
Введение 5
1 Проблематика тестирования в учебном процессе, цель и задачи работы 9
1.1 Проблематика тестирования 9
1.1.1 Общее понятие тестов и тестирования 9
1.1.2 Активные системы тестирования 11
1.1.3 Обзор систем тестирования 11
1.1.4 Система тестирования Moodle 16
1.2 Средства разработки 18
1.2.1 Основные сведения о веб-сервисах 18
1.2.2 Протоколы веб-сервисов 19
1.2.3 Практическое применение веб-сервиса 20
1.2.4 Python 20
1.2.5 Django 21
1.3 Цель и задачи работы 23
Выводы по разделу 1 25
2 Разработка подсистемы анализа корректности выполнения графических
тестовых заданий 27
2.1 База данных 27
2.2 Разработка REST API сервиса 34
2.2.1 ViewSet 34
2.3 Валидация 45
2.4 URLs 47
2.5 Взаимодействие с подсистемой графических элементов 49
2.6 Взаимодействие с подсистемой формирования графических образов 51
Заключение 52
Список сокращений 53
Список использованных источников 54
ПРИЛОЖЕНИЕ В (Обязательное) Код административной части сервиса
хранения схем 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Е (Обязательное) Код регистрации url-адресов сервиса хранения схем 75
1 Проблематика тестирования в учебном процессе, цель и задачи работы 9
1.1 Проблематика тестирования 9
1.1.1 Общее понятие тестов и тестирования 9
1.1.2 Активные системы тестирования 11
1.1.3 Обзор систем тестирования 11
1.1.4 Система тестирования Moodle 16
1.2 Средства разработки 18
1.2.1 Основные сведения о веб-сервисах 18
1.2.2 Протоколы веб-сервисов 19
1.2.3 Практическое применение веб-сервиса 20
1.2.4 Python 20
1.2.5 Django 21
1.3 Цель и задачи работы 23
Выводы по разделу 1 25
2 Разработка подсистемы анализа корректности выполнения графических
тестовых заданий 27
2.1 База данных 27
2.2 Разработка REST API сервиса 34
2.2.1 ViewSet 34
2.3 Валидация 45
2.4 URLs 47
2.5 Взаимодействие с подсистемой графических элементов 49
2.6 Взаимодействие с подсистемой формирования графических образов 51
Заключение 52
Список сокращений 53
Список использованных источников 54
ПРИЛОЖЕНИЕ В (Обязательное) Код административной части сервиса
хранения схем 73
ПРИЛОЖЕНИЕ Е (Обязательное) Код регистрации url-адресов сервиса хранения схем 75
Актуальность. В современной образовательной системе существует множество методов контроля полученных знаний. Одним из основных методов контроля знаний является тестирование.
Тестирование как инструмент дистанционного контроля знаний особенно хорошо себя показывает во время экстренных проверок полноты усвоения студентами понятий и отдельных тем. В такие моменты тестирование показывает критические результаты и повышает качество учебного процесса. Тестовые задания должны охватывать весь спектр дидактических единиц в образовательной программе. Данный метод позволяет типизировать требования студентов для усвоения дисциплин. Тестирование - это не только показатель уровня обучения и средство определения успеваемости студента, но и показатель эффективности системы, состоящей из дидактических единиц. Как и в любом методе проверки знаний, в тестировании существуют существенные недостатки. Основным недостатком тестирования является необъективность проверки знаний [13].
Проблема необъективности систем тестирования решается вводом так называемых систем интеллектуального тестирования.
Системы предполагают диалог между тестируемым и тестом, возможность неоднозначных ответов, оценку степени освоения материала, выявление тем, которые студент освоил не полностью [3].
Развитие систем интеллектуального тестирования началось, несколько лет назад. Хотя современные системы быстро развиваются, и каждый год добавляется все новый функционал, невозможно найти идеальную систему, подходящую под конкретные цели.
Таким образом, проблема заключается в том, что в настоящее время отсутствуют как узконаправленные системы тестирования, так и алгоритмы, позволяющие более точно оценивать знания студентов, основываясь на наборе статистических данных, полученных в процессе тестирования студента. Исходя из вышесказанного, данная работа является актуальной как с практической, так и с науч¬ной точек зрения.
В настоящее время в ИКИТ СФУ ведутся исследования по разработке си¬стем интеллектуального тестирования. С применением современных информационных технологий создание систем тестирования позволит увеличить вовлеченность студентов в процесс обучения, а также улучшить знания в различных областях учебной деятельности.
Объектом исследования являются системы интеллектуального тестирования.
Предметом исследования являются алгоритмы проверки эквивалентности электротехнических схем, а также способы их хранения.
Объектом разработки являются математическая и программная модели систем интеллектуального тестирования.
Цель работы — разработка и программная реализация сервиса для хранения схем, обеспечение связи между частями системы, а также алгоритма проверки эквивалентности электротехнических схем разной сложности.
Задачи работы:
1 Анализ систем интеллектуального тестирования.
2 Выбор методов и инструментальных средств разработки математической и программной моделей для сервиса системы интеллектуального тестирования.
3 Разработка сервиса приема, хранения и передачи схем и заданий.
4 Разработка алгоритма проверки эквивалентности схем и заданий.
Основная идея работы. Для разработки сервиса, позволяющего выполнять поставленные задачи, используется технология REST сервиса. Для написания алгоритмов используются математические модели, основанные на теории инцидентности графов.
Методы, инструментальные средства и технологии разработки. Алгоритмы разработаны на основе теории инцидентности графов, теория электрических цепей с использованием языка программирования Python. Для разработки сервиса использовался Django REST Service, для хранения - база данных sqlite3.
Научная новизна работы заключается в том, что:
1) созданная программная модель анализирует данные, собранные путем создания студентом электротехнических схем, и представленных в текстовом формате, что позволяет привязать подсистему к любой системе подобного типа;
2) на основе теории инцидентности графов разработан частный вариант алгоритма проверки эквивалентности схем.
Значение для практики заключается в том, что разработанный сервис для хранения схем позволяет связывать любые системы, так как входящие и выходящие данные сервиса имеют один и тот же фopмaт(XML). По своей сути, сервис преобразует данные из графического типа в текстовый и производит их обработку. Данный подход упрощает процесс разработки, так как подсистемы, разрабатываемые разными программистами, работают обособленно друг от друга.
Особенности работы заключаются в том, что она создается как часть большой системы, разрабатываемой группой студентов НУЛ САПР ИКИТ СФУ. Подсистема, представленная в данной работе логически и архитектурно связана с другими подсистемами.
Связаны и разработаны следующие подсистемы:
1) подсистема анализа корректности выполнения графических тестовых заданий;
2) подсистема формирования графических элементов для системы активного тестирования;
3) подсистема формирования графических образов для системы активного тестирования.
В разделе 1 рассмотрена проблематика разработки систем активного тестирования. Проанализированы наиболее популярные системы тестирования.
Выбраны и обоснованы программные средства для разработки сервиса хранения и алгоритма сравнения схем. Сформулированы и обоснованы цель и задачи работы.
В разделе 2 выполнена разработка сервиса хранения и алгоритма проверки корректности электротехнических схем на языке программирования Python с использованием web-фреймворка Django. Также произведена настройка связи с другими подсистемами общей системы активного тестирования.
Список использованных источников содержит 12 наименований.
Результаты работы нашли отражение в двух публикациях автора.
Разработанная программная модель передана в НУЛ САПР кафедры ВТ ИКИТ СФУ.
Тестирование как инструмент дистанционного контроля знаний особенно хорошо себя показывает во время экстренных проверок полноты усвоения студентами понятий и отдельных тем. В такие моменты тестирование показывает критические результаты и повышает качество учебного процесса. Тестовые задания должны охватывать весь спектр дидактических единиц в образовательной программе. Данный метод позволяет типизировать требования студентов для усвоения дисциплин. Тестирование - это не только показатель уровня обучения и средство определения успеваемости студента, но и показатель эффективности системы, состоящей из дидактических единиц. Как и в любом методе проверки знаний, в тестировании существуют существенные недостатки. Основным недостатком тестирования является необъективность проверки знаний [13].
Проблема необъективности систем тестирования решается вводом так называемых систем интеллектуального тестирования.
Системы предполагают диалог между тестируемым и тестом, возможность неоднозначных ответов, оценку степени освоения материала, выявление тем, которые студент освоил не полностью [3].
Развитие систем интеллектуального тестирования началось, несколько лет назад. Хотя современные системы быстро развиваются, и каждый год добавляется все новый функционал, невозможно найти идеальную систему, подходящую под конкретные цели.
Таким образом, проблема заключается в том, что в настоящее время отсутствуют как узконаправленные системы тестирования, так и алгоритмы, позволяющие более точно оценивать знания студентов, основываясь на наборе статистических данных, полученных в процессе тестирования студента. Исходя из вышесказанного, данная работа является актуальной как с практической, так и с науч¬ной точек зрения.
В настоящее время в ИКИТ СФУ ведутся исследования по разработке си¬стем интеллектуального тестирования. С применением современных информационных технологий создание систем тестирования позволит увеличить вовлеченность студентов в процесс обучения, а также улучшить знания в различных областях учебной деятельности.
Объектом исследования являются системы интеллектуального тестирования.
Предметом исследования являются алгоритмы проверки эквивалентности электротехнических схем, а также способы их хранения.
Объектом разработки являются математическая и программная модели систем интеллектуального тестирования.
Цель работы — разработка и программная реализация сервиса для хранения схем, обеспечение связи между частями системы, а также алгоритма проверки эквивалентности электротехнических схем разной сложности.
Задачи работы:
1 Анализ систем интеллектуального тестирования.
2 Выбор методов и инструментальных средств разработки математической и программной моделей для сервиса системы интеллектуального тестирования.
3 Разработка сервиса приема, хранения и передачи схем и заданий.
4 Разработка алгоритма проверки эквивалентности схем и заданий.
Основная идея работы. Для разработки сервиса, позволяющего выполнять поставленные задачи, используется технология REST сервиса. Для написания алгоритмов используются математические модели, основанные на теории инцидентности графов.
Методы, инструментальные средства и технологии разработки. Алгоритмы разработаны на основе теории инцидентности графов, теория электрических цепей с использованием языка программирования Python. Для разработки сервиса использовался Django REST Service, для хранения - база данных sqlite3.
Научная новизна работы заключается в том, что:
1) созданная программная модель анализирует данные, собранные путем создания студентом электротехнических схем, и представленных в текстовом формате, что позволяет привязать подсистему к любой системе подобного типа;
2) на основе теории инцидентности графов разработан частный вариант алгоритма проверки эквивалентности схем.
Значение для практики заключается в том, что разработанный сервис для хранения схем позволяет связывать любые системы, так как входящие и выходящие данные сервиса имеют один и тот же фopмaт(XML). По своей сути, сервис преобразует данные из графического типа в текстовый и производит их обработку. Данный подход упрощает процесс разработки, так как подсистемы, разрабатываемые разными программистами, работают обособленно друг от друга.
Особенности работы заключаются в том, что она создается как часть большой системы, разрабатываемой группой студентов НУЛ САПР ИКИТ СФУ. Подсистема, представленная в данной работе логически и архитектурно связана с другими подсистемами.
Связаны и разработаны следующие подсистемы:
1) подсистема анализа корректности выполнения графических тестовых заданий;
2) подсистема формирования графических элементов для системы активного тестирования;
3) подсистема формирования графических образов для системы активного тестирования.
В разделе 1 рассмотрена проблематика разработки систем активного тестирования. Проанализированы наиболее популярные системы тестирования.
Выбраны и обоснованы программные средства для разработки сервиса хранения и алгоритма сравнения схем. Сформулированы и обоснованы цель и задачи работы.
В разделе 2 выполнена разработка сервиса хранения и алгоритма проверки корректности электротехнических схем на языке программирования Python с использованием web-фреймворка Django. Также произведена настройка связи с другими подсистемами общей системы активного тестирования.
Список использованных источников содержит 12 наименований.
Результаты работы нашли отражение в двух публикациях автора.
Разработанная программная модель передана в НУЛ САПР кафедры ВТ ИКИТ СФУ.
В процессе выполнения работы с использованием языка программирования Python и web-фреймворкера Django с использованием архитектуры REST разработан и реализован сервис для хранения электротехнических схем. Также разработан алгоритм для поиска идентичных схем в области электротехники.
Сервис обеспечивает возможность взаимодействия подсистем общей си-стемы, разрабатываемой в НУЛ САПР ИКИТ, хранения схем, а так же проверку схем на валидность.
Алгоритм проверки схем разработан на языке программирования Python с использованием парсера для XML документов - The ElementTree XML API.
С использованием разработанной программы выполнены тесты на взаимодействие систем и определены точки взаимодействия, основные правила и нормы сервисов подобного типа.
Сервис обеспечивает возможность взаимодействия подсистем общей си-стемы, разрабатываемой в НУЛ САПР ИКИТ, хранения схем, а так же проверку схем на валидность.
Алгоритм проверки схем разработан на языке программирования Python с использованием парсера для XML документов - The ElementTree XML API.
С использованием разработанной программы выполнены тесты на взаимодействие систем и определены точки взаимодействия, основные правила и нормы сервисов подобного типа.