Заочные электронные конференции
 
     
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРОГРАМНЫХ КОМПЛЕКСОВ ТЕСТИРОВАНИЯ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ДИСТАНЦИОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Басов В.А., Васьковский А.Н.


Для чтения PDF необходима программа Adobe Reader
GET ADOBE READER

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРОГРАМНЫХ КОМПЛЕКСОВ ТЕСТИРОВАНИЯ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ДИСТАНЦИОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

Басов В.А., Васьковский А.Н.

Коломенский филиал НАЧОУ ВПО Современная гуманитарная академия

Коломна, Россия

Последнее время в практику работы многих ВУЗов входит использование «информационно-коммуникационных (дистанционных) образовательных технологий - ДОТ». Главным достоинством ДОТ – является преодоление расстояния между преподавателем или источником учебной информации и учеником. Специфика работы ВУЗа при этом состоит в четкой организации информационных ресурсов и принципов взаимодействия с ними. Создание програмно-аппаратных комплексов тестирования при реализации ДОТ становится одной из важнейших задач, по обеспечению качества обучения.

В настоящее время существует множество программных продуктов, позволяющих проводить тестирование знаний учащихся. Одни из них обладают большим набором тестовых шаблонов и компонентов, другие имеют развитые сетевые средства и позволяют взаимодействовать с различными базами данных. Основной их недостаток – сложность расширения функциональности и набора тестовых компонентов, которые нельзя «собрать» из стандартных элементов. Например, отображаемые апплетами 3D модели (рис 1).

Рисунок 1. Demo апплеты из Java Developer Kit

Это значительно ограничивает возможности создания тестов с элементами сложного моделирования предметной области (особенно в сфере естественных наук: физике, химии, биологии).

Опыт эксплуатации информационных систем дистанционного образования в Коломенском филиале НАЧОУ ВПО Современная Гуманитарная Академия, позволил сформулировать основные принципы построения современного комплекса программ тестирования знаний учащихся.

1.Интегрированность компонент и расширяемость их функциональности

Задача: Обеспечить расширяемость создаваемой образовательной системы, путем применения плагинов, созданных сторонними разработчиками. Подобные плагины позволят внедрить в систему компоненты различных видов: эмуляторы различного типа, сложные динамические трёхмерные модели предметной области и т.д. Платформа должна предоставлять разработчикам плагинов инструментарий для обращения к хранилищам данных и средства сетевого взаимодействия, позволяющие абстрагироваться от конкретных реализаций данных технологий и сосредоточиться на моделировании предметной области.

Механизмы реализации:

- Java плагины. Java обеспечивает простой удобный и надёжный механизм загрузки плагинов и работы с ними, используя Reflection API. Java апплеты являются стандартной кроссплатформенной технологией, позволяющей внедрить в HTML документ сложные активные компоненты.

- .Net плагины. Также поддерживает возможность загрузки плагинов и Reflection API. Позволяет использовать в браузере ActiveX компоненты. Технология уступает Java в вопросах безопасности и переносимости приложения.

2. Хранение данных. Абстракция хранилища данных.

Задача: Абстрагировать программные модули от конкретной реализации технологии хранения данных (локальные и сетевые файлы, полученные по различным протоколам, базы данных различного типа). Предоставить системному администратору возможность самому выбирать тип хранилища, максимально приспособленный под его цели и задачи.

Механизмы реализации:

- сетевые платформы, обеспечивающие средства унифицированного доступа к базам данных. Технологии Java и .Net предоставляют средства абстракции хранилищ данных, позволяющие в рамках одного программного интерфейса переносить сложные объектные данные как в файловые хранилища (сериализация), так и в базы данных (объектно-реляционое отражение). Но в данном случае лучше реализовать собственную технологию в рамках образовательной платформы, предоставляющую более простой и удобный интерфейс для разработчиков учебных продуктов.

3. Сетевое взаимодействие.

Задача: Обеспечить взаимодействие компонент образовательной системы. Предоставить разработчикам плагинов возможность абстрагироваться от конкретных технологий и протоколов сетевого взаимодействия, разрабатывать приложение так, как если бы оно было локальным.

Механизмы реализации:

- использование технологии работы с удаленными объектами

1. CORBA – самый старый механизм работы с удаленными объектами. Поддерживается взаимодействие с программами на C++, Java, .Net.

2. RMI – более простой механизм работы с удаленными объектами, реализованный в Java с помощью Reflection API.

3. .Net Remoting – аналогичная технология в рамках .Net. Позволяет внедрять дополнительные звенья для шифрования данных.

Недостатки данных технологий: сложность реализации и необходимость запуска отдельного сервера для обеспечения работы с удаленными объектами и возможные конфликты с антивирусным программным обеспечением. Альтернативой является реализация отдельной технологии подобного типа, обладающей простым интерфейсом, позволяющей внедрять промежуточные протоколы, и работающей через HTTP или HTTPS, что снимает проблемы с брандмауэрами.

4. Синхронизация хранилищ данных.

Задача: Обеспечить возможность автономной работы локальных версий образовательной среды и синхронизацию данных в подобных версиях с центральной системой. Это позволит создать несколько промежуточных звеньев, работающих автономно, что важно при отсутствии постоянного сетевого подключения.

Механизмы реализации:

Реализуется при создании хранилища данных, его внутренними механизмами репликации.

5. Кросплатформенность.

Задача: Образовательная система должна иметь возможность запускаться на различных типах устройств, работающих под управлением различных операционных систем, предоставляя системному администратору возможность самому выбирать оптимальную для его нужд платформу.

Механизмы реализации:

- Java – кросплатформенная среда, поддерживаемая большинством мобильных устройств и операционных систем на уровне двоичного кода. Для большинства операционных систем Java платформа реализована несколькими независимыми разработчиками: Sun JDK, Open JDK, GCJ, Jikes и др.

- .Net – поддерживается некоторыми мобильными устройствами. Переносимость на другие операционные системы неполная, на уровне исходников, многие библиотеки не являются кросплатформенными и защищены от переноса патентами Microsoft.

5. Свободное программное обеспечение.

Образовательная платформа должна поставляться с открытыми исходными кодами для того, чтобы разработчики плагинов могли ознакомиться с её реализацией, и быть доступной для редистрибьюции.

6. Использование облачных вычислений в ДОТ.

Задача: Обеспечить взаимодействие между различными образовательными системами через Интернет, при оптимальном распределение нагрузки между локальными и удаленными серверами.

Механизмы реализации: Облачные (рассеянные) вычисления (англ. cloud computing, также используется термин Облачная (рассеянная) обработка данных) - технология обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляется пользователю как Интернет-сервис. Пользователь имеет доступ к собственным данным, но не может управлять и не должен заботиться об инфраструктуре, операционной системе и собственно программном обеспечении, с которым он работает.

Примеры реализации:

Sun Cloud — сервис облачных вычислений, предоставляемый корпорацией Sun Microsystems. Он использует открытые технологии, такие как Solaris 10, Sun Grid Engine и платформа Java.

[http://ru.wikipedia.org/wiki/Sun_Cloud]

Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) — Веб-сервис, который предоставляет вычислительные мощности в облаке. Сервис входит в инфраструктуру Amazon Web Services

[http://ru.wikipedia.org/wiki/Amazon_EC2]

Основными архитектурными элементами программного комплекса системы тестирования при этом будут являться:

-Основной сервер (ОС) – хранит данные о студентах, для каждого студента: учебный план, данные об успеваемости и результаты прохождения занятий.

-Сервер (облако) учебного продукта (сервиса) (СУП) – осуществляет процесс прохождения занятия. Отправляет на основной сервер результаты прохождения занятия.

-Сервер мультимедиа контента (СМК) – хранит тяжелый мультимедиа контент, который проблематично загружать через Интернет в режиме реального времени, используя низкоскоростные каналы связи.

-Клиент (браузер) – отображает учебные продукты, обеспечивает взаимодействие с серверами, для учебного менеджера обеспечивает доступ к данным об успеваемости, для разработчиков учебных продуктов доступ – доступ к редактору учебных продуктов.

-Инструментарий разработчика (ИР) – шаблоны к интегрированным средствам разработки приложений, снабженные необходимыми библиотеками и документацией для создания плагинов и шаблонов учебных продуктов.

Реализуется следующая схема процесса прохождения тестирования:

Формат:

Инициатор [ => Сервер. ] Процесс (входящее сообщение) {Действия} [ => Инициатор (возвращаемое сервером сообщение) ]

1. Клиент => Основной сервер. Вход в систему (логин, пароль){

1.1. Авторизация (логин, пароль)

1.2. Загрузка учебного плана, данных об успеваемости, расписания занятий

Для каждого задания учебного плана определяется (либо хранится в учебном плане)

- информация о сервере, предоставляющем сервис задания для данного студента и

- информация о сервере, хранящем мультимедиа данные для данного задания

(для данного студента).

1.3. Передача учебного плана студенту в ответ на запрос

(или сообщение об ошибке авторизации)

} => Клиент (учебный план)

2. Клиент. Выбор занятия(учебный план){

На основе полученного учебного плана студент выбирает задание,

и обращается к серверу выбранного занятия, передавая ему необходимые параметры:

- идентификатор сессии ( в начале 0 )

- статус сессии

- идентификатор занятия

- имя основного сервера, хранящего данные об успеваемости и учебном плане

- имя сервера, с которого планируется загружать мультимедиа данные

}

3. Клиент => Сервер выбранного занятия.Цикл обработки сообщений

(идентификатор сессии, статус сессии и дополнительные параметры){

3.1.1 Для первого запроса: Инициализация сессии, загрузка плагина сервиса

3.1.2 Для последующих: Получение параметров сессии и загруженного сервиса

3.2 Вызов функции обработки запросов данного сервиса

3.3 Если сессия завершена - отправляет на основной сервер результаты занятия и высвобождает ресурсы.

3.3 Передача клиенту следующего документа

(следующий вопрос, или результат, или сообщение)

} => Клиент (документ)

4. Клиент. Загрузка документа (полученный документ){

Клиент получив от сервера документ, отображает его,

если для просмотра документа необходимы мультимедиа данные

или дополнительные плагины, обращается к мультимедиа серверу.

}

5. Клиент => Мультимедиа сервер. Загрузка мультимедиа (имя файла){

Загрузка запрашиваемого файла и отправка его клиенту.

} => Клиент (файл)

6. Клиент. Прохождение занятия (документ, мультимедиа, плагины учебных продуктов){

Студент проходит занятие. По мере прохождения занятия клиент отправляет на сервер сообщения, содержащие:

- идентификатор сессии (содержится в документе)

- статус сессии (при инициации изменения статуса)

- другие параметры, специфичные для каждого сервиса

(формируется документами и апплетами)

Далее переходит к п.3

В конце обучения отображается страница с результатами

и клиент либо завершает работу с программой, либо переходит к п.1.2

}

Выполнение указанных принципов позволит построить современный комплекс тестирования, для использования на всех этапах реализации ДОТ.

Библиографическая ссылка

Басов В.А., Васьковский А.Н. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРОГРАМНЫХ КОМПЛЕКСОВ ТЕСТИРОВАНИЯ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ДИСТАНЦИОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ // III Международная научная конференция «Современные проблемы информатизации в системах моделирования, программирования и телекоммуникациях».
URL: http://econf.rae.ru/article/4878 (дата обращения: 21.10.2021).



Сертификат Получить сертификат