Министерство образования и науки Российской Федерации 
Институт ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании
Институт проблем информатики Российской Академии наук
Федеральный институт развития образования
Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования
Автономная некоммерческая организация
«Информационные технологии в образовании»
Российский государственный гуманитарный университет
Международный институт новых образовательных технологий
III Международная научно-практическая конференция
«Инновации в информационных технологиях и образовании»
«ИТО-Москва-2014»
4 - 5 декабря 2014 года, г. Москва

Мобильные технологии в системе тестирования знаний

Авторы: Соколова Елена Владимировна 1, Кандидат технических наук, Доцент, Догаев Дмитрий Вадимович 2
1 Филиал ФГБОУ ВПО "Южно-Уральский государственный университет" (Научно-исследовательский университет) в г.Златоусте, 2 Студент 5 курса специальности 230105
Проанализировав современные подходы к построению систем тестирования, предлагается вариант реализации с использованием мобильных устройств в качестве клиентской компоненты. Разработана структура системы, способы хранения и передачи данных в режиме сессионного подключения, а так же в объектно-ориентированной парадигме реализованы Windows-приложения на языке C# и Java-апплеты для Android-устройств.

Интенсификация образовательного процесса делает необходимым предоставление средств контроля знаний в максимально доступном виде.

В настоящее время существует множество программных решений для реализации системы тестирования знаний с помощью windows- и web-интерфейса. Проанализировав современные подходы к построению систем тестирования, предложен вариант распределенной реализации с использованием мобильных устройств в качестве клиентской компоненты, что сделает эту систему более гибкой и комфортной как для студентов, так и для преподавателей.

Существует множество платформ для мобильных приложений, таких как Android, IOS, WindowsPhone, BlackBerryи др. Для выбора мобильной платформы рассмотрена статистику использования и продаж операционных систем, приведенную в таблице 1 (Source: IDC Worldwide Mobile Phone Tracker, February 12, 2014).

Таблица 1 – Рейтинг мобильных операционных систем (в миллионах)

Operating System 2013 Shipment Volumes 2013 Market Share 2012 Shipment Volumes 2012 Market Share Year–Over–Year Change
Android 793.6 78.6% 500.1 69.0% 58.7%
iOS 153.4 15.2% 135.9 18.7% 12.9%
Windows Phone 33.4 3.3% 17.5 2.4% 90.9%
BlackBerry 19.2 1.9% 32.5 4.5% –40.9%
Others 10.0 1.0% 39.3 5.4% –74.6%
Total 1009.6 100.0% 725.3 100.0% 39.2%

Согласно статистике наибольшей популярностью (около 78,6%) у владельцев мобильных устройств пользуется ОS Android. Android – операционная система для смартфонов, планшетных компьютеров, электронных книг, цифровых проигрывателей, наручных часов, игровых приставок, нетбуков, смартбуков, очков Google и других устройств. Она основана на ядре Linux и собственной реализации Java от Google. Исходя из приведенных данных, для разработки мобильного приложения, решено выбрать именно ее.

В системе тестирования знаний участвуют следующие пользователи: преподаватель; студент; администратор.

Цель преподавателя – получить объективную оценку знаний каждого студента. Для этого ему необходимо иметь возможность создавать редактировать и удалять тесты. Так же он должен иметь возможность просматривать результаты прохождения тестирования.

Цель студента – пройти тест. Для этого он должен иметь возможность получить доступ к системе, загрузить список тестов, выбрать и загрузить необходимый тест, правильно его интерпретировать с помощью мобильного приложения, выполнить предлагаемые задания, отправить результаты и получить оценку.

Цель администратора – обеспечить взаимосвязь между преподавателем и студентом. Для этого он должен иметь возможность добавлять, удалять пользователей, а так же управлять их доступом к тестам.

На основе функциональных требований, в системе тестирования знаний выделили следующие модули:

  • хранилище данных;
  • модуль тестирования (клиент);
  • модуль приема и передачи данных (сервер);
  • конструктор тестов;
  • журнал результатов;
  • модуль доступа.

Хранилище данных обеспечивает структурированное (в виде xml-файлов) хранение всех сведений и данных системы: списков доступа, наборов тестовых заданий и вариантов ответов к ним, прикрепленных изображений, правильных ответов, ответов пользователей.

Модуль тестирования обеспечивает прохождение тестирования на мобильном клиенте с загрузкой тестовых заданий и отправкой результатов.

За загрузку тестовых заданий и прием результатов пользователя отвечает модуль приема и передачи информации. В дополнение к этому он обеспечивает проверку пользовательских результатов и отправку результатов пользователю с сохранением в хранилище данных.

Конструктор тестов отвечает за создание, редактирование и удаление наборов тестовых заданий.

Считывание пользовательских результатов и их отображение осуществляет журнал результатов.

Для контроля доступа ко всем приведенным возможностям и функциям необходим модуль доступа. С его помощью ведётся журнал пользователей, с информацией об их уровне доступа. В дополнение к этому модуль доступа обеспечивает авторизацию пользователей во всех модулях.

Все модули в процессе функционирования активно взаимодействуют друг с другом. Мобильный клиент и сервер взаимодействуют по сети с помощью протоколов связи. Преподавательский модуль (объединяющий конструктор тестов и журнал результатов) и сервер взаимодействуют с хранилищем данных через модуль доступа.

Система поддерживает следующие возможности в наборах тестовых заданий:

  • задания с одиночным выбором, множественным выбором и свободным ответом;
  • неограниченное количество вариантов ответов к каждому вопросу;
  • неограниченное количество изображений, прикрепляемых к тексту вопроса или каждому варианту ответа, с возможностью изменения их размеров;
  • возможность ограничения времени тестирования;
  • возможность создания случайной выборки заданий из готового набора тестовых заданий.

В ходе проектирования клиент-серверной архитектуры выбран вариант с сессионным подключением к серверу. Клиент и сервер будут контактировать несколько раз:

  • для получения списка тестов,
  • для загрузки выбранного теста,
  • для отправки результатов и получения оценки.

При сессионном подключении можно выделить следующие преимущества:

  • меньшая нагрузка на сервер;
  • возможность прохождения скачанного ранее теста без подключения к сети;
  • отсутствие ожидания загрузки нового вопроса;
  • отложенная отправка результатов тестирования в случае проблем со связью.

К недостаткам выбранного решения можно отнести:

  • невозможность наблюдения за пользователями в реальном времени;
  • возможные проблемы с версиями тестов, когда пользователь будет проходить ранее загруженный тест, который на сервере уже был изменен или удален.

Частичное устранение первого недостатка и своеобразная защита от списывания видится в фиксации количества сворачиваний клиентского приложения.

Для предотвращения проблем автоматизированной проверки различных версий тестов решено каждому набору вопросов, даже по одной тематике, присвоить уникальный номер версии.

Использование мобильных технологий в системе тестирования, привносит следующие преимущества по сравнению с системами, использующими персональные компьютеры и web-интерфейс:

  • возможность проходить тестирование без привязки к стационарному компьютеру, без создания специальных рабочих мест. Тестирование можно проходить в любом удобном месте и в удобное время;
  • присутствует проверка на списывание, за счет информирования преподавателя о том, было ли приложение свернуто и сколько раз;
  • возможность просматривать свои результаты в любой момент;
  • в случае возникновения проблем с подключением, ответы можно отправить в любое удобное время;
  • фактор комфорта – работать на своем устройстве гораздо удобнее.

Кроме прочего, использование мобильных технологий вызовет интерес к процессу тестирования у молодежи.

Разработанная система может быть внедрена в учебных заведениях любого уровня, а так же на предприятиях и других организациях, где требуется та или иная проверка знаний.

Вид представления доклада  Публикация
Ключевые слова  Система тестирования, мобильный клиент, сессионное подключение, объектно-ориентированная реализация, Java-апплет, Android-устройства.

В статусе «Черновик» Вы можете производить с тезисами любые действия.

В статусе «Отправлено в Оргкомитет» тезисы проходят проверку в Оргкомитете. Статус «Черновик» может быть возвращен тезисам либо если есть замечания рецензента, либо тезисы превышают требуемый объем, либо по запросу участника.

В статусе «Рекомендован к публикации» тезис публикуется на сайте. Статус «Черновик» может быть возвращен либо по запросу участника, либо при неоплате публикации, если она предусмотрена, либо если тезисы превышают требуемый объем.

Статус «Опубликован» означает, что издана бумажная версия тезиса и тезис изменить нельзя. В некоторых крайне редких ситуацих участник может договориться с Оргкомитетом о переводе тезисов в статус «Черновик».

Статус «Отклонен» означает, что по ряду причин, которые указаны в комментариях к тезису, Оргкомитет не может принять тезисы к публикации. Из отклоненных тезис в «Черновики» может вернуть только Председатель программного или председатель оргкомитета.