Основные принципы функционирования и архитектура системы тестирования

Основной целью работы является построение интеллектуальной системы адаптивного тестирования, основным результатом работы которой является, с одной стороны, уточнение различных уровней усвоения знаний учащегося, формулирование диагноза основных незнаний и ошибок, с другой стороны, уточнение модели решений тестовых заданий и, при необходимости, уточнение базы знаний учебного модуля. Преимущество адаптивного тестирования заключается в минимизации необходимых усилий со стороны тестируемого (времени, требуемого количества усилий).

В работе предлагается строить такую систему на основе следующих принципов:

главные подсистемы (подсистемы конструирования тестовых заданий, тестирования, анализа результатов тестирования) работают на основе единой базы знаний учебного модуля;

анализируется не только (и не столько) конечный ответ, но само решение задания; при этом должны создаваться условия для удобного оформления решения тестового задания;

тестирование рассматривается как игра двух лиц — тестировщика и учащегося; ход тестировщика — это выбор тестового задания, ход учащегося — выбор решения; при этом у каждого своя цель и используемая стратегия игры;

Система состоит из семи основных подсистем:

подсистема редактирования базы знаний учебного модуля;

подсистема редактирования тестовых заданий;

подсистема редактирования тестов;

подсистема регистрации и авторизации пользователей;

подсистема тестирования;

подсистема анализа решения тестовых заданий учащимися и корректировки карт усвоения знаний;

подсистема анализа и визуализации карт усвоения знаний учащимися.

Работа всех подсистем основывается на базе данных системы тестирования. Базу данных системы можно представить в виде пяти частей:

база знаний учебных модулей;

база данных описаний тестовых заданий и тестов;

база данных пользователей;

база данных зарегистрированных решений;

база карт усвоения знаний испытуемых.

База знаний учебного модуля содержит описание структуры учебных понятий фреймов знаний, элементами которых являются ситуации и правила их разрешения [Нехаев, 2010b]. Структура понятий отображает когнитивную структуру знаний учебного модуля. С другой стороны, базу знаний можно рассматривать как структуру ситуаций. Простые ситуации описываются в виде отношений между переменными ситуации на языке введенных ранее понятий. Более сложные ситуации описываются как конъюнкции простых ситуаций. На возникающей таким образом структуре ситуаций формируется структура типовых тестовых заданий. Конкретизация тестовых заданий осуществляется непосредственно при тестировании.

При экспорте знаний в среду решателя задач правила образуют продукционную базу знаний, которая используется решателем для построения модели тестового задания и анализа решения учащегося. В качестве среды решателя задач используется среда CLIPs.

Карта усвоения знаний (учебного модуля) является надстройкой над базой знаний учебного модуля и использует когнитивную структуру понятий для свертки и детализации карты усвоения знаний.