Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ методов и моделей компьтерного тестового контроля 10
1.1. Основные принципы компьютерного тестового контроля 11
1.1.1. Методические правила проектирования тестовых заданий 12
1.1.2. Формы тестовых заданий 14
1.2. Проблемы кадрового обеспечения промышленных предприятий 26
1.3. Педагогические принципы контроля и диагностики 29
1.3.1. Функции и методы контроля 30
1.3.2. Классификация педагогических тестов 36
1.4. Математическое моделирование процедур тестового контроля 41
1.5. Программные технологии формирования тестовых заданий 45
Выводы по главе 1 58
2. Разработка методов дифференцирования оценки сложности тестовых заданий 59
2.1. Измерение сложности учебной информации 60
2.2. Разработка энтропийной модели оценки сложности учебной информации 66
2.3. Семантический граф тестового задания 74
2.4. Модель оценки объема учебной информации с учетом ее сложности 80
2.5. Обобщенная форма записи модели и коэффициент сложности информации, представленной в виде дерева 87
2.6. Модель дифференцированной оценки сложности тестового задания 94
Выводы по главе 2 97
3. Разработка инструментальной среды конструирования тестовых заданий 99
3.1. Формализованные модели описания интерактива пользователя при решении тестового задания 98
3.2. Алгебра регулярных сетей 103
3.3. Методики построения шкалы оценки уровня знаний 111
3.3.1. Принципы построения шкал в задачах тестового контроля 112
3.3.2. Формализованные модели классификации обученности 115
3.3.3. Унифицированная дидактическая классификация 122
3.4. Компоненты инструментальной среды конструирования тестовых
заданий 125
Выводы по главе 3 127
4. Программная реализация конструктора тестовых заданий 128
4.1. Функционал конструктора тестовых заданий 128
4.2. Методика формирования сцены теста 140
4.3. Применение скриптов в качестве обработчика событий 143
Выводы по главе 3 149
Заключение 150
Литература 151
Приложение. Документы о внедрении результатов работы 161
- Основные принципы компьютерного тестового контроля
- Измерение сложности учебной информации
- Формализованные модели описания интерактива пользователя при решении тестового задания
- Функционал конструктора тестовых заданий
Введение к работе
Введение
Одной из основных проблем переподготовки персонала промышленных предприятий в настоящее является разработка эффективных технологий создания электронных образовательных ресурсов, включая методически обоснованную систему тестов.
Повышение эффективности компьютерного тестового контроля может быть достигнуто на основании повышения качества конструирования учебных тестовых заданий (УТЗ), использующих разнообразные интерактивные режимы действий пользователей, что особенно важно для рабочих специальностей где необходима визуализация агрегатов и устройств управления технологическими процессами, обеспечивающими производственный цикл.
Мастер производственного обучения или преподаватель системы повышения квалификации и переподготовки персонала промышленных предприятий должны иметь возможность реализовать свой творческий потенциал в процессе создания авторских курсов. В связи с этим в последнее время интенсивно ведутся работы по автоматизации формирования тестов, не только статических, но и адаптивных. Имеется ряд разработок направленных на создание инструментальных средств конструирования УТЗ, но они, в основном, ограничиваются классическими формами заданий открытого типа, закрытого, на соответствие и др.
Однако, в данном направлении отсутствуют работы по созданию программно-инструментальных средств и методик конструирования интерактивных УТЗ, объединяющих все типы и формы представления, включая перемещение графических образов, имитирующих работу устройств. Этим и обосновывается актуальность настоящего диссертационного исследования, поскольку имеет место приближение самого УТЗ к реальной технологической операции. Там, где требуется оперативное принятие решений, тем более во внештатных ситуациях, такие УТЗ дают возможность отрабатывать практические навыки управления технологическим процессом.
Предметом исследования являются информационные технологии, направленные на создание интерактивных тестовых заданий, включаемых в базу данных тестов различных направлений в системе аттестации персонала промышленных предприятий.
Целью работы является повышение эффективности функционирования системы переподготовки персонала за счет разработки методов, моделей, алгоритмов и программно-инструментальных средств конструирования интерактивных УТЗ.
Для достижения данной цели в работе решаются следующие задачи:
• системный анализ методов организации тестового контроля в системе переподготовки персонала промышленных предприятий;
• разработка принципов дифференцированной оценки корректности решения УТЗ;
• разработка моделей описания процессов конструирования УТЗ комбинированных форм;
• разработка моделей оценки вероятности правильного ответа на УТЗ с учетом доли правильности ответа;
• разработка программно-инструментальной среды конструирования интерактивных УТЗ.
При разработке формальных моделей компонентов системы в диссертации использовались методы общей теории систем, теория автоматов, классический теоретико-множественный аппарат и другие.
Структура работы соответствует списку перечисленных задач, содержит описание разработанных методов, методик и алгоритмов.
В первой главе диссертации проводится системный анализ педагогических принципов создания тестовых заданий. Рассмотрены проблемы кадрового обеспечения предприятий промышленности и общие тенденции развития системы непрерывного образования. Рассмотрены математические модели и методы моделирования процессов компьютерного тестового контроля. Проведен сравнительный анализ принципов конструирования тестовых заданий и построения тестов.
В диссертации с системотехнических позиций рассмотрены во взаимосвязи задачи выбора и формирования последовательности предъявления тестовых заданий и задачи мониторинга результатов прохождения тестов.
Данная работа направлена на реализацию инструментальных средств конструирования одного тестового задания, которое затем включается в интегрированную базу данных тестовых заданий по всем направлениям переподготовки. Кроме того, исследованы вопросы оценки вероятности правильного ответа на различные УТЗ в зависимости от ограничения по времени ответа, усталости, истинного уровня знаний, сложности самого задания и др.
Во второй главе диссертации разрабатываются формализованные методы конструирования тестовых заданий. На основе автоматной схемы разбора строится модель описания интерактивного поведения тестируемого при формировании ответа на тестовое задание.
Классические схемы зачастую не описывают всех возможных формулировок задания. Кроме того, например, в закрытой форме и малом количестве альтернатив (часто их всего три) имеет место простое угадывание правильного ответа. При этом в качестве вероятностной модели ответа на задание предлагается использовать расширение модели Бирнбаума.
Такой подход к оценке результатов ответа на УТЗ предлагается использовать и для расширения модели адаптивного тестового контроля, где сложность следующего задания выбирается на основании решения предыдущего. Так, неточный ответ на УТЗ определенной сложности можно рассматривать как решение УТЗ пониженной сложности.
В третьей главе на основании построенных моделей формируются принципы конструирования УТЗ в программно-инструментальной среде. Для такого вида тестовых форм в работе предлагается технология формирования ответов в виде перетаскивания альтернатив, что является максимально адаптированным вариантом для переподготавливаемого контингента.
Первичным при формировании теста, является конструирование тестового задания. В работе предлагается формализованное описание методики конструирования тестовых заданий с использованием разработанного конструктора тестовых заданий, который имеет следующие функциональные компоненты:
• графический редактор формирования структуры задания;
• формирование схемы разбора ответа;
• параметризация выполнения задания; подсистема генерации тестового задания (JAVA).
В четвертой главе диссертации приведено описание программно-инструментальной среды конструирования тестовых заданий. Форма конструктора представляет приложение вида «выбери-и-размести» (drag-and-drop). Разработчику дается возможность путем перетаскивания разместить компоненты теста из палитры компонентов на сцене. Таким образом, достигается наглядность представления теста еще на этапе его проектирования.
Для реализации конструктора УТЗ используется Java, так как она независима от платформы и способа выполнения программ. Другими словами, тестовые задания можно выполнять как в обычной программе, так и на интернет странице, где тест представлен в виде Java-апплета. Java является объектно-ориентированным языком со строгой типизацией, что позволяет точно описывать объекты и модули системы. Исходный код объектов компилируется в платформонезависимый байт-код, который выполняется в виртуальной машине, это обеспечивает высокую скорость работы, автоматические функции по сбору памяти, отказоустойчивость и предоставляет доступ к функциям операционной системы. Для платформы Java реализовано множество библиотек для различных операции.
В заключении представлены основные результаты работы.
В приложении приводятся акты внедрения результатов диссертационной работы.
Научную новизну работы составляют методы конструирования тестовых заданий, ориентированных на использование в системе переподготовки персонала промышленных предприятий, и модели дифференцированной оценки сложности. На защиту выносятся:
• принципы дифференцированной оценки корректности решения УТЗ для персонала промышленного предприятия;
• обобщенные модели описания процессов конструирования и выполнения УТЗ;
• описания интерактивного поведения пользователя на основе конечных автоматов как преобразователей и акцепторов;
• программно-инструментальная среда конструирования интерактивных УТЗ.
Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием современных математических методов и моделей, предварительным анализом процессов аттестации персонала на промышленных предприятиях, процессов обучения и тестирования в ряде образовательных учреждений, . Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения результатов работы в ряде учебных центрах промышленных предприятий.
Внедрение результатов работы позволит повысить качество и эффективность конструирования интерактивных тестовых заданий системе аттестации персонала промышленных предприятий. Методы и алгоритмы, а также программные средства могут быть использованы также при реализации тестового контроля студентов высших учебных заведений. Разработанные методы и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения в ряде промышленных предприятий, а также используются в учебном процессе МАДИ(ГТУ).
Апробация работы
Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:
• на Российских, межрегиональных и международных научно-технических конференциях, симпозиумах и семинарах (2005-2009гл\);
• на заседании кафедры АСУ МАДИ(ГТУ).
Совокупность научных положений, идей и практических результатов исследований в области автоматизации процесса аттестации составляет актуальное направление в области теоретических и практических методов и форм проведения тестового контроля в системе подготовки и аттестации персонала промышленных предприятий.
По результатам выполненных исследований опубликовано 7 печатных работ.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, опубликованных на 150 страницах машинописного текста, содержит 47 рисунков, 19 таблиц, список литературы из 105 наименований и приложения.
Основные принципы компьютерного тестового контроля
Разработка целей тестового программно-педагогического контроля (ТППК) — задача первостепенной важности. Другим системообразующим фактором в осуществлении объективной оценки достигнутых результатов обучения выступает содержание тестового контроля. В сфере профессиональной подготовки первостепенное значение приобретает ТПІЖ наиболее наукоёмких компонентов научного знания, определяемых государственными образовательными стандартами. Эти компоненты должны, с одной стороны, отражать ядро конкретной учебной дисциплины (наиболее стабильные но времени основания соответствующих знаний: теории, законы, закономерности, категории, понятия, идеи и методы). С другой, - принципиально прогностические, учитывающие тенденции развития тех или иных отраслей, динамику фактов и научного знания в целом, создание высоких технологий и перспективы их использования.
Проблема формирования и коррекции содержания тестового контроля включает в себя три составляющих: отражение в тестах - содержания профессиональных моделей специалистов разного уровня и профиля, включающего в себя не только стабильные компоненты знаний, но и прогнозы развития научно-технических знаний; декомпозицию содержания разделов учебных дисциплин с целью классификации уровней подготовки испытуемых в соответствии с выбранной шкалой оценивания; управление процессом тестирования.
Первая составляющая проблемы связана с привлечением наиболее компетентных экспертов, использованию их профессиональных знаний и творческих решений в процессе обоснования валидности теста. Валилность программно-педагогического теста — это характеристика его способное in измерять требуемый уровень подготовки испытуемых в заданной предметной области. В понятие валидности отражается идея пригодности форм и методов тестового контроля выбранному преподавателем результату. Эти вопросы будут подробно обсуждены во втором раздела.
Вторая составляющая содержания тестовою контроля включает решение задачи поиска алгоритмов адаптации модели испытуемого. Если в процессе обучения может быть получена предварительная информация из непосредственного наблюдения за текущей успеваемостью реципиента, то в основу выбора алгоритма адаптации может быть положено ситуационное управление. Задача управления моделью испытуемого будет решена, если удастся найти такое разбиение множества ситуаций на классы, при котором испытуемые с заданным уровнем способности окажутся отнесёнными к какому-нибудь определённому классу (например, класс отличников).
Разбиение испытуемых на классы в процессе адаптивного тестового контроля можно осуществить с применением латентно-структурного анализа.
Третья составляющая содержания тестового контроля связана с вычислением истинного балла каждого испытуемого из конкретного класса его способности. Уровень подготовки реципиента данного класса соответствует его исходному баллу и задачей тестового контроля на данном этапе является предъявление испытуемому теста соответствующей трудности. Каждое тестовое задание должно обладать оптимальной энтропией для испытуемого сзаданным уровнем способностей и требовать от реципиента максимальной напряжённости мышления для формирования правильного ответа.
Применение методологических правил для проектирования тестовых ситуаций в области точных наук позволяет избежать конструирования некорректных тестовых заданий и указывает на возможность использования многообразия форм тестовых заданий при одном и то же содержании. Методологические правила конструирования теста в единстве с направленностью специальных знаний находят выражение в философии компьютерного адаптивного тестирования [33, 47]. результаты интеллектуальной деятельности обучаемых, рассматриваемые как понимание, выражаются языковыми структурами, которыми они одинаково пользуются.
Содержание тестового задания, которое "видят" за словами на экране, должно восприниматься ими одинаково. Под объектом компьютерного адаптивного тестирования подразумеваются все сотрудники и рабочие предприятий, участвующие в аттестации, и уровень обученности которых априорно не установлен. Образ составляют тестируемые только одного уровня достижений (например, только "отличники"). Каждый конкретный тестируемый из заданного образа называется испытуемым.
Следующее правило П2 связано с необходимостью представления тестового задания в виде утверждения или повелительного предложения, из которых, в зависимости от качества ответов, получается истинное или ложное высказывание. : тестовое задание формулируется так, что в его структуре залоэ/сена возмоэюностъ однозначного ответа, преобразующего это утверэюдение в истинное высказывание. Тестовые задания не только строятся на основе и с помощью синтаксических, семантических и прагматических правил, но сами содероісат в себе задание и ответ. ПЗ: тестовое задание конструируется с учетом момента времени накопленных обучаемым знаний в определенной предметной области. Ставить вопрос в один ряд с тестовым заданием можно только в том случае, когда вопрос адресативен, причем отнесенность вопроса к самому себе - аномалия. П4: вопрос, который может предполагать отсутствие ответа, не может использоваться при конструировании тестового утверждения. Прагматически некорректным тестовым утверждением является задание с таким значением энтропии, которое является недоступным для формирования истинного ответа образом или с образом. В этом случае необходимо свести исходное тестовое задание с высокой энтропией к тестовым утверждениям с более низким уровнем неопределенности. П5: сведение (декомпозиция) исходного тестового задания к утвероісдениям оптимальной энтропии необходимо выполнить в случае прагматически некорректного тестового задания. Форма выражения содержания проблемной ситуации характеризует максимальную близость энтропии тестового задания к уровню достижений испытуемых заданного класса обученности (например, отличников). Отсюда следует методологическое правило: П6: формулировка тестового задания детерминируется специфическиліи условиями задачи, которая решается с помогцыо данного задания, при условии возможно большей его различающей способности.
Измерение сложности учебной информации
Понятие смысловой единицы не совсем четкое. Действительно, по определению, «предложение есть слово или группа слов, выражающие законченную мысль». Отсюда следует, что часть предложения не может иметь законченного смысла. В также время, если подставить (в определение смысловой единицы)вместо «предложение» его лингвистическое определение, получаем некорректность вида: «Слово или группа слов, выражающие законченную мысль, или часть группы слов, если в такой, части имеется законченный смысл».
Совершенно очевидно, что указанное определение смысловой единицы информации не может быть использовано ввиду его некорректности.
Говоря о величине стаба, следует отметить прежде всего ее случайный характер. Несмотря на название «стаб», которое образовано от понятия «стабильный», стаб есть величина случайная прежде всего потому, что является субъективной характеристикой индивидуального студента, полученной в конкретных (фиксированных) условиях. Его величина будет меняться не только от студента к студенту, но и для одного и того же студента в разные интервалы времени. Это очевидно. Поэтому в качестве меры учебной информации вводится случайная величина.
Преимущество этого подхода в том, что при получении количественной характеристики объема информации учитывается большое число параметров, влияющих на сложность материала, делается попытка выявить функциональные зависимости между параметрами.
Следует отметить, что понятие сложности учебной информации в педагогической литературе употребляется для оценки объективной сложности данной информации вне связи с потребителем. Термин «трудность» информации употребляется для оценки усвоения данной информации потребителем, поэтому трудность материала — величина субъективная, которая зависит от запаса знаний, от природных данных и способностей учащегося.
При расчете объема информации, содержащейся в одной лекции, учебный материал представляется в виде графа. Представление смысловой структуры учебной информации с помощью графа дает возможность наиболее полно, компактно и наглядно отразить все элементы знаний в данном объеме материала. При графовом моделировании структуры учебного материала вершины графа и соответствующие им связи располагаются иерархическим образом, по ступеням, которые изображаются на моделях параллельными линиями (рис.2.1.). Учебно-информационные элементы темы представляются в виде вершин неориентированного графа, а логические связи между ними — ребрами графа. Проводится также градация вершин графа: на нулевой горизонтали (самой верхней) помещается понятие А, подвергающееся исследованию (изучению), на первой горизонтали — все те учебно-информационные элементы, которые служат опорными только для элемента А, на второй горизонтали — учебно-информационные элементы, являющиеся опорными для элементов первой горизонтали (уровня), и так далее по всей совокупности элементов данного учебного материала. Вершины, не имеющие исходящих ребер (не связанные с вершинами более низкого уровня), будем называть конечными или базовыми. Полный древовидный граф — это дерево, все конечные вершины которого расположены на одной ступени, в противном случае граф неполный (см. рис.2.1.).
В качестве единицы измерения информации, вычисленной по формуле (2.1.2), поскольку основание логарифма равно 10, принята «Хартли» (как единица была предложена Л. Хартли). Это было положено в основу проведенного В. А. Шапталовой [22] эксперимента по определению объема учебной информации и скорости сообщения этой информации на отдельной лекции. Эксперимент проводился в три этапа: 1) предварительный этап; 2) непосредственный эксперимент; 3) расчет экспериментальных данных.
Содержание первого этапа заключалось в том, что в первую очередь выделялись группы с одинаковой математической подготовкой. Эта задача решалась путем проведения контрольных работ по единым текстам. На втором этапе во время лекций, на которых проводилось доказательство теоремы Чебышева, измерялось время, затраченное на доказательство этой теоремы. Далее с помощью графовой модели определялся искомый объем информации. Затем студентам предлагалось повторить изложенный материал письменно и работы сдать для проверки.
В результате эксперимента получены три исходные характеристики: время t, затраченное на доказательство теоремы; объем содержащейся в доказательстве теоремы учебной информации, и средний балл усвоения изложенного материала, полученный в результате анализа письменных контрольных работ учащихся.
Основные данные, полученные в результате эксперимента, приведены в табл.2.2. На основе полученных в процессе эксперимента данных может быть найдена зависимость между объемом учебной информации и временем его реализации в виде уравнения регрессии, что даст, как будет показано в 3-й главе, возможность определить среднюю скорость изложения учебной информации, ее оптимальное значение.
Кроме того, одной из задач эксперимента было выявление наличия линейной зависимости между объемом усвоенной информации и средним баллом усвоения, полученным в результате анализа письменных работ учащихся. В качестве шкалы оценок, выбрана традиционная шкала.
Каковы же достоинства и недостатки данной модели? К достоинствам прежде всего следует отнести то, что один и тот же материал будет оценен разными лицами, знакомыми с методикой, одинаково. Разночтения здесь практически исключаются.
Далее, расчет объема информации, по сути дела, учитывает и ее сложность, хотя авторы утверждают, что коэффициент сложности нужно вводить дополнительно. К недостаткам относится: 1) слабое логическое обоснование конструкции модели; 2) возможность такой ситуации, когда увеличение иерархии при прочих равных условиях приводит не к увеличению, а к уменьшению объема информации, хотя интуитивно ясно, что при равных числах семантических единиц (вершин графа) и ребер графа введение дополнительной иерархической ступени должно приводить к увеличению объема информации. Отрицание авторами методики того факта, что она учитывает и сложность материала, по нашему мнению, следует считать недоразумением.
Формализованные модели описания интерактива пользователя при решении тестового задания
На основании построенных моделей формируются принципы конструирования УТЗ в программно-инструментальной среде.
Для такого вида тестовых форм в работе предлагается технология формирования ответов в виде перетаскивания альтернатив, что является максимально адаптированным вариантом для переподготавливаемого контингента.
Первичным при формировании теста, является конструирование тестового задания. В работе предлагается формализованное описание методики конструирования тестовых заданий с использованием разработанного конструктора тестовых заданий, который имеет следующие функциональные компоненты: графический редактор формирования структуры задания; формирование схемы разбора ответа; параметризация выполнения задания; подсистема генерации тестового задания (JAVA).
Функции графического редактора используются для создания графического образа с интерактивными полями. G={Gj}i=i..i - множество неактивных графических образов (картинка, формула и т.п. все что делается в других инструментальных средствах, текст, линия, стрелка и т.п., непосредственные функциональные возможности рисования в конструкторе); V={Vj}j=i..j - множество полей ввода для заданий открытого типа; Z={Zn}n=i..N - множество полей захвата; А={Ат}т=і..м - множество альтернативных вариантов ответов. Формирование схемы разбора правильности ответа вводит понятия позиций, которые связаны с множествами Z и А. Обозначим - Pz и РА. Множество действий D. Di - А;—»Pzi - перетаскивание поля альтернативы; D2 - А, —» РАІ - изменение положения альтернативы; D3 - = VAI - ввод текста; D4 - ОК, - подтверждение завершения задания. Введенные формализации позволяют представить все известные типы тестовых заданий, а также их расширения. Закрытый тип — G={G,}j=i j , Ъ\ — единственное поле захвата, A={Am}m=i..M, D=Di v {DivD2vD4}. Альтернативы - т є{1..М}. Открытый тип — G={GJ}1=I.J , V=Vi - единственное поле ввода, D={D3, D4}. Альтернативы - строка символов Классическое соответствие - G={Gi}i=i..j , Z={Zn}n=L.N, A={Am}m i м, N=M. D=Di v {DivD2vD4}. Альтернативы - перестановка на {1..М} -соответствие альтернатив полям захвата. На соответствие - G={Gi}i=1.j , Z={Zn}n=i N, A={Am}m=, M, M N. D=Div{DivD2vD4}. Альтернативы - упорядоченная последовательность из {1..М} длины N- соответствие альтернатив полям захвата. На порядок - эквивалент заданию на «соответствие», где исходный порядок определен в виде пронумерованной порядковой шкалы. На кластеризацию - G={Gj}j=i j , Z={Zn}n=, N, A={Am}m=,..M, M N. D=Di v{DivD2vD4}. Альтернативы - отношение на ZxA {1..M} длины N -соответствие альтернатив полям захвата. Матрица отношения имеет блочный вид.
На упорядоченное соответствие (перетаскивать определенные альтернативы в определенное место, либо вводить определенный текст в определенном поле, и все это в определенной последовательности) G={Gi} i.j, V={Vj}j=1.j, Z={Zn}n=1..N, A={Am}m=I..M, M N. D=DlVD2vD3.
Правильность действий формализуется на основе задания конечного автомата (рис.3.1.). В случае жесткой последовательности он представляет вырожденный случай, где дуги помечаются либо некоторым действием ( Ai- PZi , = VAi ) либо его отрицанием (-i Aj- Pzi ,-i = VAi ). Для общего случая произвольной последовательности действий пользователя в работе предлагается использовать конечный автомат Е, который представляет: =(А, Q, В, ф, у), (3.1) где А - конечный входной алфавит А=(а , а-,..., аш); Q- конечное множество состояний Q q1, q2,..., qm); В - конечный выходной алфавит B b1, b ,..., bm); ф - функция переходов QxA—»Q; \j/ - функция выходов QxA— В; При конструировании тестовых заданий: входной алфавит представляет множество действий пользователя (ввод значения, перетаскивание объекта, выбор альтернативы и др.); выходной алфавит множество действий пользовательской оболочки (появление, перемещение или удаление объекта,) множество состояний определяется схемой разбора содержательной части тестового задания.
Для конструирования и последующего проигрывания УТЗ рассматривается два проведения автомата: автомат как преобразователь (для формирования сценария решения УТЗ) и автомат как акцентор (идентификации решенности УТЗ).
Сеть Петри определена как набор, состоящий из множеств мест и переходов, отношения инцидентности и функции начальной разметки. Такой способ задания сетей обычен для постановки и решения теоретических задач анализа сетей. Графовую форму представления сетей Петри удобно применять в иллюстративных целях. Однако оба эти способа представления сетей не подходят для прикладных задач моделирования дискретных систем, например, для задач, включающих автоматический анализ, синтез и преобразования сетевых моделей
Более удобным оказывается или матричное, или аналитическое представление сетей. В первом случае сеть Петри N=(P,T,F,M0) задается двумя целочисленными матрицами: А, размерности -Рх:Г, и В, размерности ГхР, и вектором М0 длины \Р\. Строка /, 1 і {Р\ матрицы А соответствует месту р,єР, столбец j, \ j T\ матрицы А соответствует переходу tt =Т (множества Р и Т строго упорядочиваются). Строка /, \ i T\ матрицы В соответствует переходу t, є Г, столбец j, l j P\ матрицы В соответствует месту Pj P- Элемент A(i,j) матрицы А равен F(pl,tJ) элемент B(j,j) матрицы Нравен F(tlfpj).
Аналитическое представление сети Петри задает ее с помощью формулы в некоторой алгебре сетей [8, 58]. Эта формула построена из символов, задающих некоторые элементарные сети, и сетевых операций, с помощью которых описываемая сеть может быть построена из элементарных сетей. Предложенная в работах [8, 58] алгебра сетей порождает класс регулярных сетей, для которых характерно топологически регулярное строение, и дает возможность расчленить процесс анализа и конструирования сетей на совокупность этапов, на каждом из которых достаточно иметь дело с более простыми фрагментами сети.
Функционал конструктора тестовых заданий
Конструктор тестовых заданий (КТЗ) предназначен для создания интерактивных тестовых заданий. Тестовое задание представляет собой набор графических компонент, размещенных на сцене теста и правильное решение для проверки корректности прохождения теста. Структура КТЗ КТЗ состоит из 5и основных частей: - панель инструментов; - панель компонент; - сцена теста; - инспектор свойств компоненты; - инспектор компонент. Панель инструментов В верхней части КТЗ располагается панель инструментов: Рис. 4.1. Элементы панели инструментов слева направо: создать новый тест — используется для создания нового 129 тестового задания; открыть существующий тест — открывает для редактирования одно из существующих тестовых заданий.; - сохранить тест — сохраняет тест в файл; показать сцену теста — переключает рабочую область КТЗ в режим отображения сцены графа; показать XML файл со структурой теста — переключает КТЗ в режим отображения XML файла для редактируемого тестового задания; показать граф решения — переключает КТЗ в режим отображения графа решения для редактируемого тестового задания; показать скрипт теста — переключает КТЗ в режим отображения скрипта для редактируемого тестового задания; - запустить тест — используется для запуска теста и задания правильного решения; упаковать тест — используется для упаковки тестового задания в архив для дальнейшей публикации теста в WEB. Панель компонент На панели компонент располагаются элементы, которые можно добавить на сцену теста. А А Ш W\ F7 7 с? %Щ ,_, Рис. 4.2. Элементы панели компонент слева направо: - текстовое поле; - многострочное текстовое поле; - кнопка; 130 - группа флажков; - текстовое поле; - флажок множественного выбора; - флажок одиночного выбора; - поле захвата; - поле приема; - бегунок. Сцена теста На сцене теста располагаются компоненты теста. Создание нового тестового задания
Создание нового тестового задания следует начинать с нажатия кнопки «создать новый тест» на панели инструментов. При этом будут удалены все существующие компоненты на сцене графа в случае их наличия. Добавление элементов тестового задания Для добавления компонента на сцену тестового задания необходимо в инспекторе компонент выбрать нажатием левой кнопки мыши элемент, на который будет добавлен новый компонент, например, «Дерево элементов», для добавления на самую верхнюю панель теста. Далее необходимо выбрать требуемый элемент в панели компонент и нажать на нем левой кнопкой мыши. Появится окно для выбора предопределенных компонент для заданного типа, в случае если они существуют. 0 Добавление виджета... С? Виджет : Кнопка Настройка: ok (An OK button) 1„,,,,, Расположение: Установить В Отмена У ОК Рис. 4.3. Например, для кнопки можно выбрать предопределенный компонент с надписью ОК.
Компонент можно перемещать по сцене, для этого необходимо выделить требуемый компонент на сцене теста левой кнопкой мыши и перенести его в нужную позицию, зажав левую кнопку мыши, при этом соответственно изменятся значения свойств позиции компонента (х и у).
Чтобы изменить размер компонента, необходимо выделить его и поместить указатель над соответствующим квадратом на рамке компонента и переместить квадрат так, чтобы компонент принял требуемый размер. Чтобы удалить компонент, необходимо выделить его и нажать кнопку «Удалить» в инспекторе компонент.
Если в сцене теста выделить несколько компонент, то при нажатии правой кнопкой мыши на сцене появится контекстное меню, с помощью которого можно выровнять компоненты относительно друг друга. В инспекторе свойств при этом не будет доступных для редактирования свойств.
Инспектор свойств отображает часто используемые свойства компонент, чтобы добавить неотображаемое свойство, необходимо нажать кнопку «Добавить свойство» в инспекторе свойств, в появившемся окне выбрать требуемое свойство, и нажать кнопку ОК.
Группа флажков служит для группировки флажков одиночного выбора. При добавлении флажков в группу, значение «выделен» может получить только 1 компонент из этой группы. Для помещения флажка в группу, необходимо перед добавлением флажка выбрать группу в инспекторе компонент.
