Hệ hỗ trợ kiểm tra, đánh giá kiến thức về nhập môn lập trình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ∞0∞ NGUYỄN TRƯỜNG HẢI HỆ HỖ TRỢ KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ KIẾN THỨC VỀ NHẬP MÔN LẬP TRÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ∞0∞ NGUYỄN TRƯỜNG HẢI HỆ HỖ TRỢ KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ KIẾN THỨC VỀ NHẬP MƠN LẬP TRÌNH Chun ngành: Khoa học máy tính Mã số chuyên ngành: 60 48 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Giảng viên hướng dẫn: PGS TS ĐỖ VĂN NHƠN TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc GIẤY XÁC NHẬN Tôi tên là: NGUYỄN TRƯỜNG HẢI Ngày sinh: 04/07/1991 Nơi sinh: Tiền Giang Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã học viên: 1784801010007 Tơi đồng ý cung cấp tồn văn thơng tin luận văn tốt nghiệp hợp lệ quyền cho Thư viện trường đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh Thư viện trường đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh kết nối tồn văn thơng tin luận văn tốt nghiệp vào hệ thống thông tin khoa học Sở Khoa học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh Ký tên Nguyễn Trường Hải i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận văn “Hệ hỗ trợ kiểm tra, đánh giá kiến thức nhập môn lập trình” nghiên cứu tơi Ngoại trừ tài liệu tham khảo trích dẫn luận văn này, tơi cam đoan tồn phần hay phần nhỏ luận văn chưa công bố sử dụng để nhận cấp nơi khác Khơng có sản phẩm/nghiên cứu người khác sử dụng luận văn mà khơng trích dẫn theo quy định Luận văn chưa nộp để nhận cấp trường đại học sở đào tạo khác TP Hồ Chí Minh, năm 2020 Nguyễn Trường Hải ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý lãnh đạo, quý thầy cô Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, khoa Đào tạo sau đại học, khoa Công nghệ thông tin, quý thầy mơn tận tình bảo giảng dạy em suốt thời gian em học tập trường đồng thời tạo điều kiện để em thực đề tài Bên cạnh em xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến giáo viên hướng dẫn PGS.TS Đỗ Văn Nhơn, người thầy tận tâm bảo hướng dẫn em suốt thời gian thực luận văn Vì kiến thức cịn hạn chế, em gặp nhiều khó khăn thực đề tài, may mắn thầy động viên dẫn dắt, thầy cho em nghị lực, niềm tin để em tiếp tục đường nghiên cứu Con khơng qn ghi khắc lịng biết ơn kính trọng đến gia đình, cha mẹ cho hậu phương, chỗ dựa tinh thần ln ủng hộ đường học tập, tìm kiếm tri thức Xin cảm ơn tất bạn bè, đồng nghiệp tư vấn, đóng góp cho tơi ý kiến quý báu để làm sở khắc phục thiếu sót hồn thành nhiệm vụ học tập, nghiên cứu Xin gửi lời tri ân! Học viên Nguyễn Trường Hải iii TÓM TẮT Trắc nghiệm khách quan hình thức kiểm tra, đánh giá kết học tập phổ biến cấp học từ phổ thơng đến cao đẳng, đại học Hình thức áp dụng nhiều lĩnh vực từ khoa học tự nhiên đến khoa học xã hội Với xu đại phát triển không ngừng công nghệ thông tin định hướng tin học hóa giáo dục, kiểm tra, đánh giá hình thức trắc nghiệm máy tính ngày trở nên phổ biến Theo đó, ứng dụng thi trắc nghiệm máy tính ngày đa dạng, phong phú Tuy nhiên, ứng dụng thi trắc nghiệm tạo đề thi tự động dựa tham số đầu vào số lượng câu hỏi, thời gian cho điểm sau kết thúc thi mà đánh giá mức độ hiểu biết người dùng, định hướng nội dung kiến thức mà người dùng cần phải cập nhật thông qua kiểm tra Đề tài luận văn nghiên cứu xây dựng hệ thống hỗ trợ kiểm tra, đánh giá kiến thức nhập mơn lập trình, mơn học bắt buộc tất sinh viên ngành công nghệ thông tin Hệ thống hỗ trợ sinh viên ôn tập, tra cứu, tự đánh giá kiến thức mơn nhập mơn lập trình thơng qua việc thực đề thi tạo với nhiều tùy chọn số lượng, mức độ khó, yếu tố kiến thức cần kiểm tra, đánh giá Hơn nữa, hệ thống cịn đánh giá mức độ hiểu biết sinh viên yếu tố kiến thức, đề xuất định hướng nội dung kiến thức mà sinh viên cần phải cập nhật, cải thiện thông qua phân tích kết thi Từ làm sở cho sinh viên học tập, hoàn thiện kiến thức môn học ABSTRACT Objective test, one of the forms of testing and evaluating learning results, is widely used in all educational levels from high school to college and university It has been applied in many fields from natural to social sciences With the modern trend and the continuous development of information technology as well as the orientation of computerized education, computer-based testing and evaluating is becoming more and more popular And that is the reason why application for multiple choice tests on computers are more diverse and rich The application of multiple choice tests, however, only creates automated exams based on input parameters such as the number of questions, times and scores after the end of the test This cannot assess the user’s level of knowledge as well as direct the knowledge content that the users need to update through the test This thesis has researched and built a support system for the knowledge test and evaluation about Introduction to Programming, one of the compulsory subjects for all students of information technology This system supports students to review, look up, and self-assess their knowledge of the Introduction to Programming course through exam questions created with many options such as number of questions, difficulty levels, and the knowledge factors which should be tested and evaluated Besides this system can also assess the student's understanding of each element of knowledge, propose orientation of knowledge content that students need to update and improve through analysing test results And it can also be considered as a basis for students to learn and improve subject knowledge as well iv MỤC LỤC Contents LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ vii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu phạm vi đề tài 1.3 Phương pháp ý nghĩa luận văn 1.4 Kết cấu luận văn CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Biểu diễn tri thức hệ sở tri thức [4] [8] [10] 2.2 Các phương pháp biểu diễn tri thức [4] [8] .9 2.2.1 Phương pháp biểu diễn dựa logic hình thức 10 2.2.2 Phương pháp biểu diễn tri thức thủ tục (hệ luật dẫn) 10 2.2.3 Phương pháp biểu diễn tri thức dạng mạng .11 2.2.4 Phương pháp biểu diễn tri thức theo cấu trúc 12 2.3 Phương pháp biểu diễn tri thức dựa Ontology .12 2.3.1 Một số vấn đề ontology 12 2.3.2 Các thành phần ontology [4] [8] .14 2.3.3 Phân loại ontology [4] [8] 15 2.4 Phương pháp kiểm tra, đánh giá trắc nghiệm khách quan 16 2.4.1 Các phương pháp kiểm tra, đánh giá kết học tập thường dùng 16 2.4.2 Đôi nét phương pháp trắc nghiệm khách quan [15] [19] .18 2.4.3 Độ khó câu trắc nghiệm độ khó đề kiểm tra, đánh giá 20 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CƠ SỞ TRI THỨC, MƠ HÌNH HĨA U CẦU VÀ XÂY DỰNG THUẬT GIẢI .22 3.1 Mơ hình tri thức nhập mơn lập trình tiếp cận Ontology 22 v 3.2 Mô hình cho ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm việc thu thập 25 3.2.1 Mơ hình câu hỏi trắc nghiệm 25 3.2.2 Mơ hình ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm 26 3.2.3 Thu thập xây dựng ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm 26 3.3 Bảng liên kết câu hỏi trắc nghiệm yếu tố kiến thức .27 3.4 Tổ chức lưu trữ sở liệu tri thức hệ thống .28 3.4.1 Các bảng liệu 28 3.4.2 Mô tả bảng liệu 29 3.5 Xác định yêu cầu xây dựng thuật giải 31 3.5.1 Sơ đồ chức hệ thống 31 3.5.2 Quản lí liệu 31 3.5.3 Tìm kiếm 40 3.5.4 Tạo đề thi 42 3.5.5 Làm thi nhận xét, đánh giá kết 47 CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 53 4.1 Cài đặt số tác vụ 53 4.1.1 Tác vụ quản lý người dùng 53 4.1.2 Tác vụ Tra cứu kiến thức 55 4.1.3 Tác vụ Tra cứu câu hỏi 57 4.1.4 Tác vụ tạo đề kiểm tra, đánh giá .59 4.1.5 Tác vụ làm thi nhận xét đánh giá kết thi 61 4.1.6 Tác vụ xem lại nhận xét đánh giá nhằm theo dõi trình học tập 65 4.2 Thử nghiệm 66 4.2.1 Thử nghiệm tác vụ tạo đề 66 4.2.2 Thử nghiệm tác vụ làm thi nhận xét, đánh giá .69 4.2.3 So sánh mức độ hỗ trợ số ứng dụng thi trắc nghiệm 80 4.3 Đánh giá .81 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 82 5.1 Kết đạt 82 5.2 Hạn chế hướng phát triển 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 86 [13] Nguyễn Thị Thanh Thủy (2008), Nghiên cứu quy trình kiểm định độ khó độ phân biệt câu hỏi trắc nghiệm khách quan dạng MCQ dạy học sinh học tế bào (sinh học 10 – chương trình nâng cao), Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên [14] Nguyễn Thị Thu Hà (2013), Xây dựng phần mềm trắc nghiệm loại hình thơng minh cho trẻ 11 - 12 tuổi, Luận văn Thạc sĩ Khoa học máy tính, Học viện cơng nghệ bưu viễn thơng [15] Nguyễn Thị Thúy An (2016), Đánh giá kết học tập môn giáo dục học sinh viên đại học sư phạm theo tiếp cận lực, Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, Viện Khoa học giáo dục Việt Nam [16] Phạm Văn Ất (2009), Giáo trình kỹ thuật lập trình C (căn nâng cao), Nhà xuất Hồng Đức, Hà Nội [17] Phần mềm thi trắc nghiệm ED Quiz 2.1, Khoa Anh, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh [18] Phần mềm thi trắc nghiệm Exam version 2.0, Công ty TNHH Tin học Gold Step Tiếng Anh [19] Bui Ngoc Quang (2017), Evaluation of the quality of multiple choice test bank for the module of Introduction to Anthropology by using the RASCH model and QUEST software, SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol 20, No.X3- 2017 [20] D.S Malik (2010), C++ Programming From Problem Analysis to Program Design, Fifth (5th) Edition [21] Herbert Schildt, The Complete Reference C++, 4th Edition [22] R Studer, R Benjamins, and D Fensel (1998), Knowledge engineering: Principles and methods, Data & Knowledge Engineering, Vol 25 (1), pp.161 198 [23] T R Gruber (1993), A Translation Approach to Portable Ontologies, Knowledge Acquisition, Vol (2), pp.199 - 220 87 [24] W Borst (1997), Construction of Engineering Ontologies, PhD thes is, Institute for Telematica and Information Technology, University of Twente, Enschede, The Netherlands Website [25] Hệ thống giáo dục trực tuyến Bigschool, https://exam.bigschool.vn/Thi-thuTHPT-Quoc-gia-Mon-Tieng-Anh [26] Hệ thống giáo dục trực tuyến hocmai.vn, https://hocmai.vn/mod/quiz/nentang/attempt.php?q=11398 [27] Hệ thống giáo dục trực tuyến zuni.vn, http://zuni.vn/ [28] Phần mềm thi trắc nghiệm trực tuyến, Trường trung cấp nghề Hà Tĩnh, http://tcnhatinh2.phanmemdaotao.com/ [29] Website thi trắc nghiệm trực tuyến Aztest, https://aztest.vn/ ... q trình nghiên cứu mức độ hỗ trợ ứng dụng kiểm tra, đánh giá kiến thức chọn đề tài xây dựng Hệ hỗ trợ kiểm tra, đánh giá kiến thức Nhập mơn lập trình để phần hỗ trợ sinh viên việc tự đánh giá, ... chức hệ thống Quản lí người dùng Hệ hỗ trợ kiểm tra, đánh giá kiến thức nhập mơn lập trình Quản trị hệ thống Quản lí hệ thống Cập nhật câu hỏi Giáo viên Cập nhật kiến thức Tra cứu kiến thức Tra... với mục tiêu xây dựng hệ hỗ trợ kiểm tra, đánh giá kiến thức mơn Nhập mơn lập trình Ứng dụng cung cấp cho người dùng hệ thống kiến thức Nhập mơn lập trình, mơn học bắt buộc môn học cho học sinh,