АВТОМАТИЧЕСКАЯ ГЕНЕРАЦИЯ БАЗ ДАННЫХ ПРИ РАЗРАБОТКЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ (АОС)

Вологодский государственный технический университет

О.С. Клыпин, А.Н. Швецов

Интенсивные разработки в области автоматизированных обучающих систем (АОС) позволили накопить определенный положительный опыт программного и методического обеспечения. Особое внимание уделяестся вопросам дидактической эффективности АОС. Одним из наиболее перспективных путей ее повышения является применение в этих системах средств искусственного интеллекта и моделирования, в частности, для семантического анализа и диагностики ошибок.

На протяжении последних десяти лет на кафедре автоматизации технологических процессов и производств Вологодского государственного технического университета проводятся работы по применению специализированных АОС по профилирующим дисциплинам кафедры. Одна из АОС такого типа спроектирована по дисциплине: “Проектирование систем управления”.

Одной из форм проведения экзамена, зачета или другого вида контроля знаний является ответ на тесты. Содержание тестов в течение времени меняется. Известно, что формирование вручную тестовых заданий является трудоемким процессом и достаточно непростым по содержанию. К тому же на это затрачивается большое количество времени.

Имеющиеся аналоги АОС показывают, что одной из серьезных методических проблем является статический характер баз данных, что приводит к повторяемости вопросов и запоминаемости ответов и снижает эффективность обучения.

Для решения данной проблемы была разработана система автоматической генерации заданий, которая позволяет формировать тестовые задания с вопросной и ответной частями и проводить автоматическое обеспечение баз данных вопросов и ответов. Также в системе предусмотрен контроль знаний студентов на основе полученных тестовых заданий. По итогам тестирования система формирует оценочный балл.

По условию задания система генерирует на основе исходных данных, представленных в текстовых файлах (шаблоны вопросов), задания с вопросной и ответной частями по заданным темам и установленной сложности, также система на основе сгенирированных заданий проводит контроль уровня знаний студентов. На основе результатов тестирования выставляет либо оценку (экзамен), либо “зачет/незачет” (зачет).

Сложность подсистемы автоматической генерации заданий заключалась в разных типах вопросов, которые могут быть тестовыми, формульными (анализ нормальных форма логических функций,решение произвольных выражений на основе законов алгебры, логики). Автоматическая генерация основывается на математических методах макроподстановок вопросов в шаблоны тестов. Для текстовых заданий, имеющихся в вариантах, ответы хранятся в базе данных, и при генерации новая таблица с вопросами и ответами быстро формируется. Для формульных вопросов наибольшая сложность – в получении правильных результатов тестов при их генерации, чтобы полдучить пару вопрос-ответ. Для этого случайным образом формируется ответ, на его основе подсистема генерации формирует вопрос-формулу, которая может быть истинным высказыванием или отрицанием истинного высказывания, тогда в таблицу заносятся вопрос-формула, ответ. При решении выражений производится синтаксический анализ, на основе которого формируется ответ.

После разработки алгоритмов функционирования генератора был создан программный проект системы, отлажена и откомпилирована программа, включающая себя генерацию заданий и тестирование.

По результатам совершенной работы проводились тестирования и экспериментальная проверка автоматической генерации заданий, в ходе которых были выявлены временные характеристики системы на разных типах ЭВМ, качественные показатели тестовых заданий.

В данное время система успешно внедрена в учебный процесс на кафедре Автоматизации технологических процессов и производств.

ЛИТЕРАТУРА