Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ,

МЕХАНИКИ И ОПТИКИ»

Факультет среднего профессионального образования

"УТВЕРЖДАЮ"

Декан ФСПО НИУ ИТМО

_________________Д.М.Гриншпун

«______»____________20__г.

"УТВЕРЖДАЮ"

Декан ФСПО НИУ ИТМО

_________________Д.М.Гриншпун

«______»____________20__г.

ОТЧЕТ

ПО ПРАКТИКЕ ПО ПРОФИЛЮ

СПЕЦИАЛЬНОСТИ

«ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ

ТЕХНИКИ И АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ» (230105)

на тему «Разработка аналитического программного модуля единой системы тестирования студентов НИУ ИТМО ФСПО для определения компетентностного уровня»

Руководительот предприятия

Кудрявцев А.Н.

Консультант по специальной части

Кудрявцев А.Н.

Разработал

студент дневного отделения

гр. 453

Малышев К.О.

2013г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1 АНАЛИЗ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ 4

1.1 Формулировка поставленной задачи 4

1.2 Изучение предметной области 4

1.3 Обзор и сравнение аналогичных решений 5

1.3.1 VESTA 5

1.3.2 Aurel. Тестирование знаний студентов 6

1.3.3 Knost - система контроля знаний 6

1.3.4 Сравнение аналогов 7

1.4 Обоснование целесообразности разработки 8

1.5 Функциональные требования 8

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ 10

2.1 Проектирование модели разработки 10

2.2 Определение входных и выходных данных 10

2.3 Алгоритм работы 11

2.4 Варианты использования программного модуля 11

2.5 Обоснование выбора средств и технологий разработки 11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 13

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 14

ВВЕДЕНИЕ

Практика по профилю специальности на тему «разработка аналитическогопрограммного модуляединойсистемы тестирования НИУ ИТМО ФСПО для определения компетентностного уровня» была пройдена в НИУ ИТМО ФСПО.

За время прохождения практики были рассмотрены следующие этапы:

1. Изучение предметной области.

2. Исследование специфики работы организации.

3. Определение требований заказчика.

4. Обзор и сравнение аналогичных решений.

5. Анализ целесообразности разработки.

6. Постановка цели и задач разработки.

7. Определение функциональных требований.

8. Определение входных и выходных данных.

9. Проектирование разработки.

10. Обоснование выбора средств и технологий разработки.

1. АНАЛИЗ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ

   1. Формулировка поставленной задачи

В процессе прохождения практики по профилю специальности была поставлена задача: обосновать целесообразность и спроектировать программный модуль, позволяющийна основе результатов единой системы тестирования НИУ ИТМО ФСПОвычислять уровень освоения профессиональной компетенции (или кластера компетенций).

2. Изучение предметной области

В сентябре 2012 года базой для проведения тестирования и опросов студентов администрация факультета среднего профессионального образования (ФСПО) Санкт-Петербургского научно-исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (НИУ ИТМО) приняла единую систему Интернет-тестирования, расположенную по адресу http://exam.segrys.ru [1].

Целями внедрения данной системы является:

• сбор информации об остаточных знаниях студентов для проведения анализа образовательного процесса;

• проведение текущей аттестации студентов.

Не смотря на внедрение и использование системы Интернет-тестирования, для анализа и полного контроля за состоянием образовательного процесса в целом, и кластерной системы обучения в частности, администрации факультета требуется определить уровень развития той или иной профессиональной компетенции студента. На основе уже имеющихся возможностей системы для реализации поставленной задачи необходимо обеспечить следующие функции:

• просмотр статистических данных о студентах;

• отслеживание профессионального (компетентностного) роста студентов;

• получение оценки студента, сформированной на основе полученных данных.

Для проведения данного вида обработки результатов тестирования возможно два решения:

• использование внедрённой аналитической системы, для которой может быть спроектирован и разработан дополнительный модуль;

• использование стороннего программного обеспечения, подходящего под требования заказчика.

3. Обзор и сравнение аналогичных решений

Системы тестирования, как правило, включают в себя модули аналитики и неразрывно с ними связаны. Исходя из того, что модуль должен быть разработан отдельно от платформы тестирования, обращаясь к ней посредством интерфейса программирования приложений (API), для аналитического модуля системы тестирования существуют только косвенные аналоги, к которым относятся системы тестирования в целом.

1.3.1 VESTA

Система тестирования Vesta - программный пакет для разработки тестов, проведения тестирования и анализа результатов. В качестве сервера баз данных используется программное обеспечение компании Firebird (Бесплатный аналог Borland Interbase). Vesta может работать как по локальной сети, так и по сети Интернет, также возможно ее использование на одном отдельно взятом компьютере [2].

Комплект поставки пакета:

• конструктор тестов;

• тестирующий модуль;

• администратор отчетов;

• администратор пользователей.

Конструктор тестов позволяет разрабатывать новые и вносить изменения в уже существующие тесты. Тестирующий модуль позволяет проводить тестирования. Результаты тестирования модуль сохраняет в защищенную базу данных на сервере.

Администратор отчетов позволяет просмотреть и проанализировать результаты тестирования или сам процесс тестирования студентов удаленно, непосредственно со своего компьютера. Отчеты хранят информацию о каждом шаге студента в процессе тестирования. Поддерживается экспорт отчетов в Microsoft Word и Excel.

1.3.2 Aurel. Тестирование знаний студентов

Тестирование знаний студентов - программа для проведения тестов. Программа имеет такие возможности: умеет сама ставить оценки, которые устанавливаются тестирующим; доступ к программе по паролю; прикрепление рисунка к вопросу; возможность настройки интерфейса окна проведения тестов; список вопросов и ответов хранится в зашифрованных файлах; возможность установки времени ответа на вопрос; возможность сохранения списка вопросов в формате HTML для проведения тестов не за компьютером.

В данном аналоге производится анализ таких критериев как:

• количество вопросов, на которые дал ответ студент;

• общее количество вопрос;

• время затраченное на тест;

• исходя из количества правильных ответов, формируется общая оценка.

1.3.3 Knost - система контроля знаний

Система контроля знаний Knost предназначена для проверки уровня знаний учащихся и работников учреждений. Тесты создаются в удобном конструкторе. В тесте может быть произвольное количество вопросов и для каждого вопроса - произвольное количество вариантов ответа. Результаты тестирования сохраняются и доступны для дальнейшего просмотра преподавателем. При тестировании порядок вопросов и вариантов ответов перемешиваются. Возможно поставить ограничение по времени тестирования. Доступна функция сетевого тестирования группы студентов (персонала), при котором все управление производится с одного компьютера. Система состоит из двух программ: модуля администратора (конструктора тестов), в котором доступны все функции, и модуля тестирования, в котором можно только выполнять тесты. [3]

В данном аналоге аналитический модуль представлен в виде обычного сбора данных:

• правильные и не правильные ответы студента;

• общее количество данных студентом ответов;

• количество баллов за правильные ответы;

• максимальное количество баллов за весь тест;

• оценка по 5-и бальной шкале.

1.3.4 Сравнение аналогов

Обзор аналогов позволил сформировать сводную таблицу сравнения аналогов (таблица 1). Исходя из требований заказчика, основными критериями были выбраны:

1. Модульность — свойство системы, связанное с возможностью ее декомпозиции на ряд внутренне связанных между собой модулей. Наличие данной возможности обязательно для разрабатываемого модуля по итогам рассмотрения предметной области [5].

2. Настраиваемый модуль аналитики — наличие у рассматриваемого аналога возможности настройки модуля формирования отчётов по результатам теста.

3. Экспертная система — факт наличия в системе тестирования способности  частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации на основе результатов обучения и тестов.

Соответствие возможностей рассмотренных программ и критериев сравнения представлено в таблице 1.

Таблица 1

Сравнение аналогов

Продукт\Критерий	Модульность	Настраиваемый  модуль аналитики	Экспертная система
Vesta	+	+	-
Knost	+	-	-
Aurel	-	-	+

В ходе исследования путирешения, при котором использовалось бы программное средство от сторонних разработчиков, было выявлено, что рассмотренные программные средства лишь частично решают поставленные задачи и не могут в целом решить поставленную задачу.

4. Обоснование целесообразности разработки

При рассмотрении аналогов особое внимание было уделено разделам аналитики с целью выявления готовых решений для создания собственного модуля.

Исходя из анализа и сравнения аналогов, был сделан вывод об актуальности разработки собственного модуля для системы тестирования, которая обусловлена следующими причинами:

• отсутствие на рынке программного обеспечения подключаемых аналитических модулей для систем тестирования, которые могли бы являться универсальным решением для формирования интерактивных отчётов;

• отсутствие систем настраиваемого формирования отчётов (в том числе и самих систем тестирования) для предоставления информации о компетентностном уровне студента.

Кроме того, в процессе обзора аналогов были найдены возможные пути реализации интерфейсной части разработки, что значительно ускорит создание модуля.

Целесообразность проекта заключается в отсутствии данной системы на ФСПО НИУ ИТМО. Разрабатываемое программное обеспечение позволит отразить профессиональный рост студентов на всём протяжении обучения за счет получения статистических данных об уровне компетенции, позволит оценивать профессиональную подготовку выпускника с возможностью предоставления полученных данных потенциальным работодателям.

5. Функциональные требования

После анализа средств, которые потенциально могли бы быть использованы в качестве решения, и обсуждения с заказчиком выводов сравнительной таблицы был сформирован список функциональных требований к разрабатываемому программному модулю.

Модуль должен иметь возможность реализовать следующие задачи, доступные пользователям системы:

• доступ к статистическим данным единой системы тестирования посредством браузеров стационарных и мобильных устройств;

• управление коэффициентом вклада дисциплины в профессиональные компетенции (с возможностью добавления и редактирования информации окомпетенциях и кластерах компетенций);

• просмотр компетентностного портрета и динамики обученностипользователей единой системы тестирования НИУ ИТМО ФСПО.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ

   1. Проектирование модели разработки

Программный модуль для определения компетентностного уровня студентов является интегрированным в единую систему тестирования программным средством, полностью использующим накапливаемые в базе данных системы ресурсы. На DFD-диаграмме (рис. П2.1) изображена концептуальная модель системы тестирования и место разрабатываемого модуля аналитики в ней (А3).

Последовательность действий, необходимая для преобразования входных данных в выходные представляет из себя следующие процессы:

1. Установление экспертом соответствия задания и компетентностного уровня.

2. Обработка результатов теста.

3. Формирование по результатам теста компетентностного “портрета” студента.

4. Информирование преподавателя о результатах студента для принятия им решения.

5. Информирование студента о росте или снижении профессиональной компетенции и предоставление информации для выбора направления обучения.

Схематически, логика формирования и обработки данных представлена на DFD-диаграмме (рисунок П2.2).

2. Определение входных и выходных данных

Входными данными для модели являются результаты тестов, полученные от тестирующего модуля системы тестирования. Результаты тестов содержат следующую информацию:

• идентификационные данные студента;

• все результаты студента по пройдённым курсам;

• время студента на ответ по каждому заданию и по целому тесту.

Кроме результатов студента, к входным данным относятся коэффициенты вклада тестового задания в профессиональную компетенцию.

Выходными данными модуля определения компетентностного уровня являются:

• компетентностный “портрет” студента (указание слабых и сильных профессиональных компетенций, определение прогресса или регресса студента за время обучения, возможности студента при освоении новых профессиональных компетенций);

• данные для выбора студентом дальнейшего направления обучения и развития.

3. Алгоритм работы

Алгоритм работы с программным модулем представлен на рисунке П2.3 в нотации UML (activity diagram). Процессы, отмеченные на рисунке П2.3 штриховкой реализуются средствами программного модуля, остальные - уже реализованы в системе тестирования.

Алгоритм работы самого программного модуля (рисунок П2.4) включает в себя выборку данных, математическую обработку и формирование интерфейсов пользователя.

4. Варианты использования программного модуля

Возможность использования программного модуля имеют две группы пользователей с различными правами доступа к функциям:

• преподаватель-эксперт;

• пользователь-студент.

Для демонстрации прав доступа к функционалу программного модуля была сформирована диаграмма вариантов использования по нотации UML (use case). Диаграмма представлена на рисунке П2.5.

5. Обоснование выбора средств и технологий разработки

Выбор программных и технических средств обусловлен разработанной моделью приложения и определен требованиями:

• серверная часть - PHP;

• клиентская часть - HTML, CSS, JavaScript(jQuery);

• база данных: MySQL.

Данные средства реализации были продиктованы заказчиком, в качестве альтернативы могут быть использованы:

• систему управления базами данных: Oracle, MS SQL Server;

• серверная часть: Ruby, Python.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения работ на практике по профилю специальности получены следующие результаты:

• изучена предметная область;

• сформулированы требования заказчика;

• проведен обзор аналогичных решений;

• обоснована целесообразность разработки;

• определены функциональные требования к разработке;

• описаны входные и выходные данные;

• разработана модель процесса формирования заказов;

• определены средства реализации для решения поставленной задачи;

• сформировано техническое задание на разработку.

Все поставленные задачи выполнены в полном объёме, следовательно, цель практики достигнута.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Cайт системы тестирования студентов НИУ ИТМО ФСПО [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://exam.segrys.ru/-Загл. с экрана.

2. Сайт программы AditTestdesk [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://www.aditsoft.ru/-Загл. с экрана.

3. Сайт программы AVELifeTestGoldStudio [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://avelife.ru/products/testgold/overview.html/-Загл. с экрана.

4. Сайт распространитель программного обеспечения “Конструктор тестов” /[Электронный ресурс]/Режим доступа: http://www.aditsoft.ru/-Загл. с экрана.

5. GoogleForms [Электронный ресурс]/Режим доступа: http://docs.google.com/-Загл. с экрана.

6. Гриншпун.О.Г.«Методические рекомендации по оформлению отчетов». – СПб.:ФСПОСПбНИУ ИТМО, 2012.