Đề tài hệ thống biên soạn tổ chức và thi trắc nghiệm instructional management system IMS

LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành cám ơn thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Phần Mềm, Khoa Công Nghệ Thông Tin, trường Đại Học Bách Khoa đã tạo điều kiện tốt cho em thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp này. Đặc biệt, em xin chân thành cám ơn đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Em xin chân thành cám ơn quý Thầy Cô trong Khoa, trong trường đã tận tình giảng dạy, trang bị cho chúng em những kiến thức quý báu trong những năm học vừa qua. Con xin nói lên lòng biết ơn sâu sắc đối với Cha Mẹ đã chăm sóc, nuôi dạy con thành người. Xin chân thành cám ơn các anh chị và bạn bè đã ủng hộ, giúp đỡ và động viên Tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu. Mặc dù em đã cố gắng hoàn thành luận văn trong phạm vi và khả năng cho phép nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được sự cảm thông và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các bạn. Xin cảm ơn tất cả. PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1. Định hướng đề tài tốt nghiệp Đưa chuẩn IMS QTI vào hệ thống thi trắc nghiệm trực tuyến để tạo câu hỏi và đề thi. Xây dựng hệ thống tổ chức thi trực tuyến. 2. Các nhiệm vụ cụ thể của ĐATN • Tìm hiểu chuẩn IMS • Xây dựng hệ thống cho phép:  Biên soạn câu hỏi trực tuyến theo chuẩn IMS  Xây dựng bộ đề thi trắc nghiệm  Tổ chức luyện thi  Tổ chức thi cho các khóa học, môn học • Đảm bảo an toàn thông tin, cho phép can thiệp, xử lý sự cố khi thi. 3. Lời cam đoan của sinh viên Tôi – Phan Đức Dũng - Cam kết ĐATN là công trình nghiên cứu của bản thân tôi dưới sự hướng dẫn của Thạc sĩ Vũ Đức Vượng. Kết quả có được trong ĐATN là trung thực, không sao chép toàn văn của bất kì công trình nào khác. Các tài liệu tham khảo tôi đã liệt kê trong phần phụ lục. Xác nhận của giáo viên hướng dẫn về mức độ của đồ án tốt nghiệp và cho phép bảo vệ. TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: Hệ thống biên soạn, tổ chức và quản lí thi trắc nghiệm theo chuẩn IMS Nội dung đồ án bao gồm 4 phần chính sau: Phần 1: Chuẩn IMS • Định nghĩa, nội dung và ứng dụng. • Mô hình, cấu trúc. • Phân loại câu hỏi. • Tình hình phát triển và ứng dụng chuẩn IMS trong nước và trên thế giới. Phần 2: Phân tích và thiết kế hệ thống câu hỏi trắc nghiệm theo chuẩn IMS • Lưu trữ dữ liệu câu hỏi • Nhập và xuất câu hỏi theo chuẩn IMS • Xây dựng bộ đề thi trắc nghiệm • Tổ chức thi trắc nghiệm trực tuyến Phần 3: Giới thiệu về hệ thống BKTEST Website. Phần 4: Đánh giá • Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống • Hướng phát triển tiếp theo MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH 5 DANH SÁCH CÁC BẢNG 7 DANH SÁCH CÁC THUẬT NGỮ 8 LỜI NÓI ĐẦU 9 PHẦN 1: CHUẨN IMS 10 PHẦN 2: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRẮC NGHIỆM THEO CHUẨN IMS QTI 54 PHẦN 3: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG BKTEST WEBSITE 73 PHẦN 4: TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Các thành phần tham gia hệ thống đặc tả IMS QTI 14 Hình 1.2: Cấu trúc bài thi trong đặc tả IMS QTI 15 Hình 1.3: sơ đồ lớp của assessmentItem 16 Hình 1.4: Biểu đồ lớp responseDeclaration 17 Hình 1.4: Biểu đồ lớp outcomeDeclaration 19 Hình 1.5: Biểu đồ lớp templateDeclaration 19 Hình 1.6: Biểu đồ lớp templateProcessing 20 Hình 1.7: Biểu đồ lớp stylesheet 21 Hình 1.8: Biểu đồ lớp itemBody 22 Hình 1.9: Biểu đồ lớp responseProcessing 23 Hình 1.10: Biểu đồ lớp modalFeedback 23 Hình 1.11: Loại câu hỏi 1 lựa chọn 24 Hình 1.12: Loại câu hỏi lựa chọn có nhiều phương án trả lời 25 Hình 1.13: Ví dụ về câu hỏi orderInteraction 26 Hình 1.14: Ví dụ về câu hỏi associateInteraction 27 Hình 1.15: Ví dụ về câu hỏi matchInteraction 29 Hình 1.16: Ví dụ về câu hỏi gapMatchInteraction 30 Hình 1.17: Câu hỏi inlineChoiceInteraction 31 Hình 1.18: Câu hỏi textEntryInteraction 32 Hình 1.19: Câu hỏi extendedTextInteraction 33 Hình 1.20: câu hỏi hottextInteraction 34 Hình 1.21: Câu hỏi hotspotInteraction 36 Hình 1.22: Câu hỏi selectPointInteraction 37 Hình 1.23: Câu hỏi graphicOrderInteraction 39 Hình 1.24: graphicAssociaInteraction 41 Hình 1.25: Câu hỏi graphicGapMatchInteraction 42 Hình 1.26: Câu hỏi positionObjectInteraction 44 Hình 1.27: Câu hỏi sliderInteraction 45 Hình 1.28: Cấu trúc gói câu hỏi theo chuẩn IMS QTI 48 Hình 2.1: Biểu đồ usecase Quản lí câu hỏi 54 Hình 2.1: Biểu đồ diễn tiến Tạo câu hỏi mới 55 Hình 2.3: Biểu đồ diễn tiến Chỉnh sửa câu hỏi 56 Hình 2.4: Biểu đồ diễn tiến Xóa câu hỏi 57 Hình 2.5: Biểu đồ diễn tiến Import câu hỏi 58 Hình 2.6: Biểu đồ diễn tiến Export câu hỏi 59 Hình 2.7: Sơ đồ usecase Chức năng quản lí đề thi 60 Hình 2.8: Cấu trúc đề thi 61 Hình 2.9: Biểu đồ diễn tiến Tạo đề thi 62 Hình 2.10: Biểu đồ diễn tiến Xóa đề thi 63 Hình 2.11: Biểu đồ diễn tiến chức năng Import đề thi 64 Hình 2.12: Biểu đồ diễn tiến chức năng Export đề thi 65 Hình 2.13: Biểu đồ usecase Tổ chức thi 66 Hình 2.15: Biểu đồ diễn tiến Xem kết quả thi 68 Hình 2.16: Biểu đồ diễn tiến Xem danh sách dự thi 68 Hình 2.17: Biểu đồ diễn tiến Xem danh sách kết quả 69 Hình 2.18: Biểu đồ diễn tiến Xử lí thi 69 Hình 3.1: Biểu đồ usecase Quản trị hệ thống 73 Hình 3.2: Biểu đồ usecase Giáo viên 74 Hình 3.3: Biểu đồ usecase Học viên 74 Hình 3.4: Giao diện soạn thảo câu hỏi 75 Hình 3.5: Giao diện soạn thảo đề thi 75 Hình 3.3: Quản lí thi 76 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1: Giá trị shape và coords 18 Bảng 4.1: Bảng dữ liệu Questions 70 Bảng 4.2: Bảng dữ liệu Answers 71 Bảng 4.3: Bảng dữ liệu Testing 71 Bảng 4.4: Bảng dữ liệu Assessment 72 Bảng 4.5: Bảng dữ liệu Examination 72 DANH SÁCH CÁC THUẬT NGỮ TT Thuật ngữ Ý nghĩa 1 IMS Instructional Management System 2 IMS QTI IMS Question & Test Interoperability 3 CSDL Cơ sở dữ liệu 4 XML Extensible Markup Language 5 Assessment Bài thi (theo chuẩn IMS QTI) 6 assessmentItem Câu hỏi ( theo chuẩn IMS QTI) LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, các hệ thống thi trắc nghiệm trực tuyến đang phát triển rất mạnh cùng vơi sự phát triển của cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin. Có thể dự đoán rằng trong tương lai không xa, các kì thi sẽ được tổ chức thi trực tuyến. Khi đó nhu cầu về ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm sẽ rất lớn. Và để xây dựng được một ngân hàng đề thi trực tuyến chung cho tất cả các hệ thống thì yêu cầu đặt ra là phải có một chuẩn chung cho các câu hỏi đó. Hiện nay đang xây dựng một chuẩn chung cho các câu hỏi trắc nghiệm là chuẩn IMS QTI (Instructional Management System Question & Test Interoperability ). Sự ra đời của IMS QTI đặt ra cho chúng ta những thuận lợi rất lớn. Việc xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm theo chuẩn IMS QTI cho phép các hệ thống có thể trao đổi cho nhau các dữ liệu câu hỏi của mình cũng như hình thành một ngân hàng câu hỏi chung cho tất cả các hệ thống tuân theo chuẩn này. Khi đó nhu cầu trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống sẽ được đáp ứng. Để xây dựng một hệ thống thi trắc nghiệm trực tuyến ứng dụng chuẩn IMS QTI, chúng ta cần lưu trữ dữ liệu câu hỏi theo chuẩn IMS QTI và có thể nhập và xuất câu hỏi theo chuẩn IMS QTI. Trong luận văn này tôi cũng xây dựng cơ chế tổ chức thi trực tuyến, dựa trên nguồn câu hỏi lưu trữ trong CSDL. Hệ thống được xây dựng nhằm mục đích phục vụ cho việc tổ chức các kì thi trực tuyến, trong đó hệ thống có thể tương tác với các hệ thống khác trên thế giới tuân theo chuẩn IMS. Sự liên kết này sẽ làm đa dạng nguồn câu hỏi cho hệ thống cũng như tiếp cận được với các kiến thức phong phú trên thế giới. PHẦN 1: CHUẨN IMS 1. Tổng quan về chuẩn IMS 1.1. Tổ chức IMS : IMS (Instructional Management System) Global Learning Consortium là tổ chức phát triển các đặc tả mở để hỗ trở các hoạt động học tập phân tán trên mạng như định vị và sử dụng nội dung giáo dục, theo dõi và thông báo các kết quả học tập, trao đổi thông tin giữa các hệ thống quản lý. Trang chủ của IMS là Website: www.imsglobal.org Logo của IMS Global Learning Consortium. IMS có 2 nhiệm vụ chính để phát triển: • Xác định các đặc tả kĩ thuật để các hệ thống tương thích được với nhau trong học tập phân tán. • Hỗ trợ việc đưa đặc tả IMS vào các sản phẩm và dịch vụ trên toàn thế giới. IMS xúc tiến việc thực thi các đặc tả sao cho môi trường học tập phân tán và các dịch vụ từ nhiều nguồn khác nhau có thể tương thích được với nhau. IMS đóng vai trò rất quan trọng trong việc đưa ra các đặc tả cho eLearning. Các đặc tả này sau đó được các tổ chức cấp cao hơn như ADL, IEEE, ISO sử dụng , chứng nhận thành chuẩn eLearning và được ứng dụng rộng rãi. Mục đích hoạt động của tổ chức IMS là: • Đưa ra các đặc tả dựa trên XML phục vụ cho các công nghệ trong e- Learning. Các đặc tả của IMS được thừa nhận như một chuẩn không chính thức trên toàn thế giới. Nó chính là điều kiện để người mua các hệ thống LMS (Learning Management System- Hệ thống quản lí học tập) đặt ra với người bán và hướng dẫn cho những người phát triển các sản phẩm ứng dụng e-Learning. [...]... Các tổ chức đưa ra các dịch vụ giáo dục và đào tạo tham gia để đảm bảo rằng các quyết định đầu tư của họ là đúng và giảm thi u rủi ro khi mua các sản phẩm e-Learning 1.4 Sự hợp tác của IMS với các tổ chức khác IMS có sự hợp tác rộng rãi và chặt chẽ với các tổ chức khác để đảm bảo rằng các đặc tả của IMS có thể áp dụng được rộng rãi trong e-Learning Dưới đây là danh sách các tổ chức mà IMS có quan hệ. .. tả IMS QTI 2.1 Khái niệm: Đặc tả IMS QTI dùng để mô tả các kiểu dữ liệu câu hỏi (assessmentItem), đề thi (assessmentTest) và báo cáo kết quả tương ứng trong một hệ thống thi trắc nghiệm trực tuyến nhằm tạo ra một kiểu dữ liệu thống nhất cho các hệ thống khác nhau có thể trao đổi dữ liệu và thông tin cho nhau Đặc tả này dựa trên ngôn ngữ XML Đặc tả IMS QTI hỗ trợ cho khả năng trao đổi giữa các hệ thống. .. đổi giữa các hệ thống và khả năng đổi mới công nghệ Các đặc tả này được đóng gói một cách riêng biệt để cho các hệ thống có thể hiểu và sử dụng 2.2 Lịch sử các phiên bản IMSQTI version 0.5 được công bố vào tháng 3 năm 1999 và version 1.0 được công bố vào tháng 2 năm 2000, hoàn chỉnh version này vào tháng 5 trong năm đó Đặc tả này được mở rộng và cập nhật 2 lần vào tháng 3/2001 và tháng 1/2002 Đến tháng... với nguồn câu hỏi và kho câu hỏi đa dạng được đưa đến từ các hệ thống khác • Cung cấp các hệ thống với khả năng báo cáo các kết quả đánh giá, kiểm tra nhất quán 2.4 Mô hình User Case: Sau đây là mô hình User Case thể hiện vai trò của các hệ thống tham gia khi sử dụng đặc tả IMS QTI: Hình 1.1: Các thành phần tham gia hệ thống đặc tả IMS QTI Trong đó: • authoringTool: công cụ tạo bài thi • itemBank: kho... assessmentDeliverySystem: hệ thống phân phối bài thi • learningSystem: hệ thống học tập • assessment: Bài thi chứa các câu hỏi • assessmentItem: Câu hỏi • author: tác giả của đề thi (giáo viên) • itemBankManager: người quản lý các kho câu hỏi • proctor: giám thị/người coi thi • scorer: giám khảo • tutor: giáo viên • candidate: thí sinh 2.4.1 Assessment: Assessment là một cấu trúc mô tả bài thi (Test) trong... trúc bài thi trong đặc tả IMS QTI Trong đặc tả IMS QTI, tất cả các bài thi, bao gồm cả section và câu hỏi đều được lưu trữ bằng XML • Bài thi (assessment): Một bài thi có thể có nhiều section • Section: Là một phần con của bài thi, cũng có thể hiểu như một chương của bài học, trong đó chứa các câu hỏi • Câu hỏi (assessmentItem): Là thành phần thấp nhất trong cấu trúc đề thi, được mô tả bởi đặc tả IMS QTI... Cambridge, University of California-Berkeley Trong số các đặc tả mà tổ chức IMS đưa ra, đặc tả mà chúng ta quan tâm nhất chính là đặc tả về thi trắc nghiệm Question and Test Interoperability (Các định dạng để xây dựng và trao đổi thông tin về đánh giá kết quả học tập) Chúng ta có thể tham khảo danh sách các công ty và tổ chức đã tuân theo đặc tả IMS Question and Test Interoperability sau đây 1 : Canvas Learning,... 2.3 Mục đích thi t kế Một cách đặc biệt, IMSQTI được thi t kế để: • Cung cấp một định dạng lưu trữ nội dung tốt, và việc lưu trữ các nội dung này là độc lập đối với các công cụ đã được dùng để tạo ra chúng • Cung cấp khả năng phân phối các kho câu hỏi trên một diện rộng các hệ thống học tập và đánh giá, kiểm tra khác nhau • Cung cấp khả năng sử dụng các câu hỏi và kho câu hỏi tại một hệ thống đơn với... viên trên mạng với các tài nguyên • Learning Design: Các định nghĩa để mô tả học tập và giảng dạy • Assessbility for Learner Information Package: Đưa them các đặc tả cho yêu cầu thay đổi của học viên, điều kiện sử dụng, công nghệ 1.3 Tại sao tham gia IMS? Rất nhiều thành viên (trên 100 thành viên) tham gia IMS vì: • Các công ty và các tổ chức chính phủ đang đầu tư vào e-Learning và các chương trình quản... cấp, chỉnh sửa và cho ra những phiên bản mới 1.2 Các đặc tả của IMS: IMS đã xây dựng một bộ đặc tả bao gồm các đặc tả sau: • Meta-data: Thuộc tính mô tả tài nguyên học tập nhằm hỗ trợ cho việc tìm kiếm và phát hiện tài nguyên • Enterprise: Các định dạng dùng để trao đổi thông tin về học viên, khóa học giữa các thành phần của hệ thống • Content Package: Các chỉ dẫn cho việc đóng gói và trao nội dung . chuẩn IMS QTI vào hệ thống thi trắc nghiệm trực tuyến để tạo câu hỏi và đề thi. Xây dựng hệ thống tổ chức thi trực tuyến. 2. Các nhiệm vụ cụ thể của ĐATN • Tìm hiểu chuẩn IMS • Xây dựng hệ thống. phép:  Biên soạn câu hỏi trực tuyến theo chuẩn IMS  Xây dựng bộ đề thi trắc nghiệm  Tổ chức luyện thi  Tổ chức thi cho các khóa học, môn học • Đảm bảo an toàn thông tin, cho phép can thi p,. IMS • Xây dựng bộ đề thi trắc nghiệm • Tổ chức thi trắc nghiệm trực tuyến Phần 3: Giới thi u về hệ thống BKTEST Website. Phần 4: Đánh giá • Đánh giá ưu nhược điểm của hệ thống • Hướng phát