Разработка базы данных тестовых заданий по математике

Значительную часть своего рабочего времени преподаватели тратят на разработку вариантов контрольных работ, заданий для проведения коллоквиумов, тестовых заданий для экзаменов. Еще больше времени уходит на проверку результатов выполнения студентами этих заданий. Причем проверка происходит, обычно, в последовательном режиме и отвлекает преподавателя от выполнения работ по совершенствованию учебного процесса.

Сама тестовая форма оценивания знаний студентов предоставляет возможность автоматизации процесса составления вариантов тестовых заданий и проверки результатов их выполнения. Если эту возможность реализовать, то у преподавателя появятся дополнительные ресурсы совершенствования своей профессиональной деятельности.

Представляется не совсем правильной ситуация, когда сами тестовые задания скрываются от студентов. Ведь целью обучения является формирование у студентов знаний, умений и навыков выполнения профессиональных действий, в частности правильно отвечать на тестовые задания. Поэтому целесообразно сделать тесты доступными для них, также как и правильные ответы. В моей практике неоднократно использовались тесты при массовом контроле знаний студентов. Сами задания и правильные ответы к ним публиковались в учебной литературе [1–2], которая рекомендовалась студентам перед тестированием. Это помогало им подготовиться к тестированию и ни как не влияло на справедливость оценивания их знаний: разнообразие тестов, появление их при тестировании в случайном порядке, также как и вариантов ответов сводило к нулю возможность успешного тестирования только за счет механического заучивания правильных ответов.

Настоящая работа посвящена реализации отмеченных преимуществ тестирования. Тесты, опубликованные в [2], использовались в программе SuperTest. Эта программа обладает большими достоинствами, однако использование в тестах картинок и формул вместе с текстом оказалось невозможным. Поэтому в настоящее время разрабатывается структура базы данных тестовых заданий и система управления ими. В качестве СУБД была выбрана Access [3]. Схема данных представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема данных

Главной таблицей БД является таблица tblТесты. Каждый тест имеет ключевое поле КодТеста типа счетчик. Формулировка теста помещается в поле «ФормулировкаТеста» типа объекта OLE. Остальные поля характеризуют тест. Значения полей «ХарактерТеста», «Степень сложности теста», «ПригодностьТестаДляПроверкиОстаточныхЗнаний» и «АвторТеста» выбираются из соответствующих справочных таблиц. Два поля «ВключениеТестаВопрос» и «ИспользованиеТеста» предназначены для автоматизации управления процессом составления вариантов тестирования. Первое поле логического типа предназначено для осуществления возможности включения или исключения теста из числа тестов, используемых в испытании. Второе поле типа байт подсчитывает количество использований теста в различных вариантах тестовых заданий. Поле «Комментарии» типа мемо предназначено для установления дополнительных сведений по тесту. Поле «Тема» предназначено для определения места теста в дисциплине. Первоначально [4] только оно использовалось для этой цели. Однако при работе с базой данных было обнаружено не возможность отбирать тестовые задания по отдельным вопросам какой-либо темы. Например, по теме «Производная и дифференциал» можно формировать задания не менее чем по 23 учебным вопросам: «Асимптоты графика функции», «Векторная функция скалярного аргумента», «Выпуклость-вогнутость и точки перегиба графика функции», «Вычисление дифференциалов» и т. д.

Для устранения этого недостатка была введена дополнительная справочная таблица tblСправТаблСписокПодТем. Она включала в себя два поля: «Тема» и «ПодТема», последнее из которых является уникальным, поэтому было выбрано ключевым. Поля справочной таблицы списка подтем представлены на рис. 2

Рис. 2. Поля справочной таблицы списка подтем

С таблицей tblСправТаблСписокТем новая таблица получила связь по полю «Тема» типа . Таким образом, по содержанию тест характеризуется по теме и по подтеме. Такая двухуровневая классификация теста хотя и представляется в большинстве случаев достаточной, но в принципе представляет собой ограничение на применение базы данных и систем управления ею в некоторых случаях.

Представляется также важным включить в базу данных сведения о среднем времени ответа на тестовое задание. Мне известны случаи, когда отведенное время на тестирование оказывалось более чем в два раза меньшим реально необходимого времени для хороших студентов. Информация о среднем времени, необходимом для ответа на тестовое задание, может быть получена, например, при помощи хронометража.

Поскольку для некоторых типов тестирования возможны несколько вариантов правильных ответов, то перечень правильных ответов был размещен в отдельной таблице tblОтветыПравильные. Принадлежность правильного ответа к соответствующему тесту устанавливается посредством значения поля «КодТеста». Те же соображения относятся к таблице tblОтветыНеправильные.

Все тесты по типу классифицировались на теоретические, практические и смешанные, по степени сложности — на низкую, среднюю, высокую и неопределенную.

Не смотря на то, что в описываемую БД помещено более 500 тестов, эффективность ее использования будет определяться системой управления ею, которая в настоящее время разрабатывается.

Текущей задачей разработки системы управления базой данных является создание методов заполнения базы тестовыми заданиями и их редактирование. Заполнение может осуществляться непосредственно из таблицы tblТесты или с использованием формы.

При использовании таблицы технической проблемой является выбор подтемы. Она заключается в том, что поле ПодТема таблицы tblТесты является полем подстановки всевозможных подтем, взятых из таблицы tblСправТаблСписокПодТем. Однако число подтем может составлять несколько сотен, что делает утомительным выбор нужной подтемы. В этом случае желательно установить фильтр, позволяющий выводить список только тех подтем, которые соответствуют ранее выбранной теме. Для этого в оператор SELECT была введена функция WHERE:

SELECT tblСправТаблСписокПодТем.ПодТема FROM tblСправТаблСписокПодТем WHERE tblСправТаблСписокПодТем.Тема= [Выберите имя темы] ORDER BY tblСправТаблСписокПодТем. [ПодТема].

После активизации поля ПодТема появляется диалоговое окно ввода наименования темы, представленное на рис. 3.

Рис. 3. Окно ввода наименования темы

После ввода наименования темы и нажатия на кнопку OK появляется разворачивающийся список разворачивающийся список подтем, относящихся к выбранной теме, представленный на рис. 4.

.

Рис. 4. Вид списка подтем

Из этого списка выбирается нужная тема. В одном сеансе работы с таблицей список появляется один раз независимо от выбранной темы. Для смены темы нужно завершить сеанс работы с таблицей и начать новый.

Гораздо лучше обстоит дело с формой. Окно выбора темы появляется также один раз, но для каждой записи. Окно выбора темы, для которой появляется разворачивающийся список подтем, представлен на рис.5.

Рис. 5. Окно выбора темы появляется для каждой записи

Независимая и объективная оценка знаний учащихся, осуществляющаяся путем тестирования, является составной частью модернизации среднего и высшего образования является. Разработка тестов [5], применяемых на различных этапах учебного процесса, является важным элементом его методического обеспечения. Использование тестов не только делает процесс оценки качества знаний учеников более объективным, но и увеличивает производительность педагогического труда.

Литература:

1.         В. А. Семёнов. Вопросы для самоконтроля знаний по курсу «Основы текстильного производства» для студ. спец. 280700 всех форм обучения. СПб, РИО СПбГУТД, 1996.

2.         В. А. Семёнов, Б. В. Ильин. Информатика. Сборник тестовых заданий для самостоятельной работы студентов всех форм обучения и всех специальностей. СПб, СПбГИЭУ, 2005.

3.         Э. Балтер. Microsoft Office Access 2007: профессиональное программирование.-М.:ООО»И. Д. Вильямс», 2009.-1296 с.

4.         В. А. Семенов. Оптимизация базы данных тестовых заданий. Вестник Санкт-петербургского государственного университета технологии и дизайна. № 1 2011. Серия 3. Экономические, гуманитарные и общественные науки. С. 44–48.

5.         Проведение и анализ результатов педагогических измерений при самообследовании вуза. Йошкар-Ола, Центр государственной аккредитации Минобразования России, 2004.