Xây dựng hệ thống sinh đề thi trắc nghiệm tự động
Hiện nay, việc tổ chức các kỳ thi như tốt nghiệp THPT, các kỳ kiểm tra định kỳ và thường xuyên trong các trường THPT và THCS được tổ chức dưới hình thức thi trắc nghiệm khách quan. Vì vậy việc tạo đề thi trắc nghiệm là khâu quan trọng trong quá trình tổ chức thi và đánh giá chất lượng của học sinh.
2. Phương pháp nghiên cứu
Đã có nhiều hệ thống hỗ trợ việc tạo đề thi trắc nghiệm ngày càng dễ dàng hơn cho giáo trong việc tạo đề thi trắc nghiệm. Tuy nhiên, việc tạo đề thi theo cấu trúc về mức độ khó – dễ thường được quy định bởi tính chủ quan của giáo viên ra đề. Chưa có sự thống kê, chưa có được chức năng thu nhận và dựa vào kết quả làm bài của học sinh. Hay nói cách khác, việc quy định tính khó – dễ của từng câu hỏi, từng đề thi phụ thuộc hoàn toàn vào quan điểm chủ quan của giáo viên.
Do đó, tính khó – dễ của từng câu hỏi, từng đề thi còn phụ thuộc vào kết quả thu được từ kết quả trả lời của học sinh. Hay nói cách khác, một câu hỏi được gọi là dễ nếu nhiều hiều học sinh trả lời đúng kết quả của nó.
Dựa vào các thuật toán phân cụm (Cluster) như k-mean, máy tính sẽ đưa ra các nhóm câu hỏi đã được phân loại mức độ khó dễ. Từ kết quả phân cụm đó sẽ đưa ra đề thi theo cấu trúc về mức độ khó dễ, về các đơn vị kiến thức được quy định trước.
Từ việc đánh giá như vậy, giúp cho giáo viên có được định hướng đúng trong việc giảng dạy, bồi dưỡng kiến thức mà học sinh cần và thiếu.
Kiến trúc hướng dịch vụ ngày càng phát triễn mạnh đem lại nhiều thành tựu ứng dụng cho người sử dụng cũng như lợi ích của người phát triễn dịch vụ. Người sử dụng không cần quan tâm đến nền tảng phần cứng cũng như phần mềm.
Vậy, với những vấn đề đã nêu trên tôi đề xuất xây dựng đề tài “Xây dựng hệ thống sinh đề thi trắc nghiệm tự động” làm đề tài tốt nghiệp luận văn cao học. Trong đề tài này, tôi nghiên cứu ứng dụng phương học máy, xây dựng cơ sở dữ liệu câu hỏi trắc nghiệm, từ đó xây dựng ứng dụng hỗ trợ thống kê kết quả bài làm của học sinh từ đó sinh ra đề thi đề xuất phù hợp với quy định của giáo viên và phù hợp với năng lực của học sinh.
Ngoài phần mở đầu, kết luận, luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT TRẮC NGHIỆM
Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG SINH ĐỀ THI TRẮC NGHIỆM TỰ ĐỘNG
Chương 3: CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM
TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT TRẮC NGHIỆM
. LÝ THUYẾT VỀ CÁC LOẠI HÌNH THI VÀ THI TRẮC NGHIỆM
. Các loại hình trắc nghiệm (Hùng, 2008)
a. Khái niệm trắc nghiệm
Theo chữ Hán, “trắc” có nghĩa là “đo lường”, “nghiệm” có nghĩa là “suy xét”, “chứng thực”. Cả trắc nghiệm khách quan và trắc nghiệm tự luận đều là những phương tiện để kiểm tra đánh giá khả năng học tập của học sinh và sinh viên. Cả hai đều là trắc nghiệm.
Để thuận tiện, trong luận văn này tôi dùng từ “trắc nghiệm” để chỉ cho “trắc nghiệm khách quan” và “tự luận” thay cho “trắc nghiệm tự luận”.
b. Trắc nghiệm tự luận
Tự luận là hình thức thi mà thí sinh tự trình bày câu trả lời bằng ngôn ngữ của mình. Hình thức thi này ngược lại với hình thức trắc nghiệm. Cho phép có sự tự do tương đối để trả lời câu hỏi được đạt ra. Đòi hỏi thí sinh phải biết sắp xếp và trình bày câu trả lời cho đúng và sáng sủa. Bài tự luận được chấm điểm một cách chủ quan, điểm số được cho bởi những người chấm khác nhau có thể không thống nhất. Nên hình thức tự luận còn được xem là trắc nghiệm chủ quan. (dẫn chứng)
c. Trắc nghiệm khách quan
Hình thức trắc nghiệm khách quan là hình thức trắc nghiệm mà thí sinh chọn một trong những kí hiệu đơn giản đã được đề xuất để làm câu trả lời của minh. Hình thức trắc nghiệm này còn được gọi là hình thức trắc nghiệm ứng đáp câu hỏi. Điểm của bài trắc nghiệm khách quan được chấm bằng cách đếm số câu trả lời đúng nên ít phụ thuộc vào người chấm.
d. Ưu và nhược điểm của trắc nghiệm và tự luận
e. Bản chất của câu hỏi trắc nghiệm
e.1. Các loại câu hỏi trắc nghiệm thông dụng (Nhị, 2014)
e.2. Bản chất của câu hỏi trắc nghiệm
. Phương pháp xây dựng đề thi trắc nghiệm
. CÁC PHƯƠNG PHÁP SINH ĐỀ THI TRẮC NGHIỆM TỰ ĐỘNG
. CÁC HỆ THỐNG THI TRẮC NGHIỆM HIỆN TẠI
. Hệ thống tạo đề thi trắc nghiệm của Moodle
Hot Potatoes là một bộ bao gồm sáu ứng dụng, cho phép bạn tạo ra các câu hỏi đa lựa chọn, câu trả lời ngắn, ô chữ, kết hợp đặt hàng và khoảng cách điền vào các bài tập cho World Wide Web. Hot Potatoes là phần mềm miễn phí, và bạn có thể sử dụng nó cho bất cứ mục đích, dự án mà bạn thích. Nó không phải là mã nguồn mở.
Phần mềm có các tính năng cơ bản cho việc thiết lập các đề kiểm tra trắc nghiệm như:
Đảo ngẫu nhiên ngân hàng câu hỏi (kể cả đảo thứ tự đáp án).
Cho phép chèn hình ảnh vào.
Có thể in ra giấy kèm đáp án (thông qua một phần mềm gõ văn bản như MS Word chẳng hạn).
Soạn thảo được nhiều dạng câu hỏi trắc nghiệm.
Có thể soạn thảo bằng tiếng Việt được (dùng Unicode).
Bạn có thể gửi bài trắc nghiệm của mình lên trang Hot Potatoes để sinh viên có thể làm thử ở bất kỳ nơi đâu có máy tính kết nối Internet.
Cung cấp số lượng công cụ đủ để tạo các dạng câu hỏi trắc nghiệm đáp ứng được cho quá trình tạo đề trắc nghiệm.
Phương pháp đảo câu hỏi tạo đề thi tốt
Chưa có chức năng kiểm tra độ tin cậy của từng câu hỏi trong ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm.
Tính phân biệt và độ khó của từng câu hỏi chưa rõ ràng.
Độ khó của từng câu hỏi, độ khó của đề trắc nghiệm chưa có.
. Hệ thống quản lý tạo đề thi trắc nghiệm tự động SOPEN – ST
Phân hệ Quản lý Ngân hàng câu hỏi
Danh mục môn học
Danh mục chủ đề
Danh mục mức trí năng
Danh mục ngân hàng câu hỏi
Soạn câu hỏi
Duyệt câu hỏi
Hỗ trợ các loại câu hỏi
Câu hỏi một lựa chọn
Câu hỏi Đúng/ Sai
Câu hỏi Nhiều lựa chọn
Câu hỏi Ghép đôi
Câu hỏi khó
Hỗ trợ các câu hỏi có: Hình ảnh, Audio, Video, Công thức toán học
Hỗ trợ soạn thảo câu hỏi offline.
Xây dựng cấu trúc đề thi.
Cấu trúc đề theo từng môn học.
Gồm các câu hỏi thuộc các chủ đề nào, mức trí năng (khó, dễ…) là gì.
Xác định thang điểm cho từng phần trong bài thi.
Tự động lấy câu hỏi trong ngân hàng câu hỏi để tạo đề thi.
Hoán vị đề thi.
Đáp ứng quy trình thi chặt chẽ.
Xây dựng nhiều lọai câu hỏi khác nhau.
Dễ dàng cài đặt cũng như tổ chức thi.
Đánh giá kết quả khách quan và chính xác.
Tiết kiệm thời gian và nhân lực.
Đảm bảo an toàn dữ liệu.
Chưa có chức năng kiểm soát tính phân biệt của từng câu hỏi, từng đề thi.
Chưa có chức năng kiểm soát độ khó của từng câu hỏi, từng đề thi trắc nghiệm.
. Hệ thống thi trắc nghiệm online McTEST
Quản lý thông tin kỳ thi: cho phép thêm, sửa, xóa thông tin kỳ thi. Tra cứu dữ liệu của các kỳ thi trước.
Quản lý thông tin các môn thi
Quản lý ngân hàng câu hỏi: Ngân hàng câu hỏi được quản lý phân cấp theo từng môn học, trong mỗi môn có thể chia nhóm câu hỏi theo từng đơn vị kiến thức, đồng thời quản lý cả cấp độ khó của câu hỏi. Ma trận ra đề giúp cho việc chọn lọc câu hỏi ra đề thi trở nên rất thuận tiện. Các câu hỏi trong ngân hàng được phép có cả công thức toán học và hình ảnh minh họa, khi in ấn chương trình vẫn đảm bảo định dạng gốc của các đối tượng này.
Quản lý ngân hàng đề thi: Quản lý tất cả các đề thi đã tạo (bao gồm cả các câu hỏi nhập trực tiếp vào đề thi và các câu hỏi lấy ra từ ngân hàng)
Tạo đề thi: cho phép chọn lựa câu hỏi thi từ ngân hàng câu hỏi hoặc nhập trực tiếp từ màn hình soạn thảo.
Hoán vị đề thi: Hệ thống hoán vị cho phép tạo ra đến 99 đề thi khác nhau từ một đề thi chuẩn (hoán vị cả câu hỏi và câu lựa chọn), mã đề được đặt tự động một cách thông minh nhằm hạn chế lỗi khi xử lý bài thi.
Chấm các bài thi trắc nghiệm theo công thức chấm tự định nghĩa và cho phép import công thức chấm từ file bên ngoài, tương thích với chuẩn dữ liệu của Cục Khảo Thí và của Phòng Khảo Thí
In các biểu in quản lý như: biên bản sửa chữa bài thi, kết quả chấm, biểu đồ phân bố điểm
Xuất dữ liệu chấm thi cho chương trình khác.
Xây dựng nhiều lọai câu hỏi khác nhau.
Dễ dàng cài đặt cũng như tổ chức thi.
Đánh giá kết quả khách quan và chính xác.
Tiết kiệm thời gian và nhân lực.
Chưa có chức năng kiểm soát tính phân biệt của từng câu hỏi, từng đề thi.
Chưa có chức năng kiểm soát độ khó của từng câu hỏi, từng đề thi trắc nghiệm.
. Hệ thống tạo đề trắc nghiệm Wondershare QuizCreator
Sử dụng 18 dạng câu hỏi bao gồm Multiple Choice (Nhiều lựa chọn), Fill in the Blank (Điền vào chỗ trống), Matching (Ghép), và Short Essay (Bài luận ngắn).
Tùy chỉnh các câu hỏi với hình ảnh, video Flash và âm thanh bao gồm lồng tiếng, văn bản sang giọng nói,…
Chèn các ký hiệu toán học và khoa học thông qua công cụ chỉnh sửa công thức để tạo ra bài thi trắc nghiệm dành cho Toán, Vật lý, và Hóa học.
Loại câu hỏi trắc nghiệm đa dạng.
Tích hợp đa phương tiện: hình ảnh, âm thanh,…
Chưa có chức năng đảm bảo độ phân biệt của từng câu hỏi, đề thi.
Chưa có chức năng kiểm soát độ khó của từng câu hỏi, đề thi.
Chưa có chức năng kiểm định độ chính xác của từng câu hỏi, đề thi.
. TỔNG KẾT CHƯƠNG 1
Trong chương 1 chúng tôi đã tìm hiểu và phân tích được một số vấn đề sau:
Các loại hình tổ chức thi hiện nay: Trắc nghiệm tự luận và trắc nghiệm khách quan. Ưu và nhược điểm của mỗi loại hình tổ chức thi nay.
Các loại câu hỏi trắc nghiệm khách quan và bản chất của chúng.
Quy trình tạo đề thi trắc nghiệm khách quan.
Các phương pháp sinh đề thi trắc nghiệm khách quan bằng cách sử dụng máy tính điện tử thông qua phần mềm máy tính.
Khảo sát một số hệ thống thi trắc nghiệm online, cũng như một số phần mềm tạo đề thi trắc nghiệm. Từ đó tìm ra ưu và nhược điểm của chúng.
Hạn chế trong chương 1: Do thời gian có hạn nên việc khảo sát chưa được nhiều các hệ thống sinh đề thi trắc nghiệm.
Trong chương tiếp theo, chúng tôi tập trung nghiên cứu xây dựng hệ thống sinh đề thi trắc nghiệm tự động dựa trên các phân tích ở chương 1. Từ đó đưa ra hướng kế thừa và phát triển các ưu điểm đồng thời khắc phục các nhược điểm của các hệ thống đã khảo sát.
XÂY DỰNG HỆ THỐNG SINH ĐỀ THI
TRẮC NGHIỆM TỰ ĐỘNG
Theo quy định của ngành giáo dục và đào tạo, việc kiểm tra đánh giá trong trường THPT đã chuyển từ hình thức ra đề từ tự luận sang hình thức trắc nghiệm khách quan. Trong đó có một số môn hình thức của đề thi là trắc nghiệm khách quan 100% như Toán, Lý, Hóa, Sinh, Anh văn, …
Với sự phát triển của phần mềm máy tính, trong đó có phần mềm tạo đề thi trắc nghiệm đã đáp ứng rất tốt cho việc tạo nhiều mã đề theo các cấu trúc quy định của giáo viên phục vụ cho việc kiểm tra đánh giá mang lại kết quả tốt.
Tuy vậy, các hệ thống (phần mềm) hiện nay thường chưa phân tích tốt độ khó, độ phân biệt, tính chính xác về nội dung của câu hỏi. Độ khó của câu hỏi thường do người ra đề quy định chưa có thông tin phản hồi từ kết quả trả lời câu hỏi của học sinh.
Với việc đánh giá chất lượng đề thi chính xác hơn về mức độ kiến thức, em xin đề xuất và nghiên cứu xây dựng hệ thống sinh đề thi trắc nghiệm tự động.
Hệ thống sẽ sinh đề trắc nghiệm theo yêu cầu của người sử dụng, với các thông số hệ thống gợi ý như sau:
Số lượng đề thi, số lượng câu hỏi trong mỗi đề, cấu trúc của mỗi đề thi, điểm số của mỗi câu trắc nghiệm.
Các đề thi được in ra giấy nếu thi trên giấy hoặc sinh đề tự động để thi online.
. Quản lý ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm
Để có câu hỏi tạo đề thi đòi hỏi hệ thống phải có cơ chế thu thập lưu trữ, phân tích và phân loại câu hỏi, mỗi câu hỏi bao gồm các thông tin như: Phần dẫn, phương án trả lời, đáp án, tính đúng đắn, độ khó, lớp, bài, …
Để xác định được độ khó hay dễ của câu hỏi đòi hỏi phải có thông tin phản hồi từ tỉ lệ trả lời đúng câu hỏi đó.
. Quản lý kết quả làm bài của người sử dụng
Kết quả làm bài của học sinh được cập nhật và lưu trữ liên tục. Tỉ lệ trả lời đúng câu hỏi được cập nhật cho câu hỏi ở ngân hàng câu hỏi.
. Sơ đồ quản lý thi của trường:
. BẢNG NỘI DUNG CÔNG VIỆC CẦN THỰC HIỆN
. Tiến trình nhập hoặc import câu hỏi
. Tiến trình tạo đề trắc nghiệm
Bảng phân tích các yếu tố của bài toán:
Biểu đồ ngữ cảnh
Mô tả
Nhóm dần các chức năng
Sơ đồ:
Mô tả chức năng lá:
Biểu đồ luồng dữ liệu mức 0
Biểu đồ luồng dữ liệu mức 1
- Biểu đồ luồng dữ liệu quản lý ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm
- Biểu đồ luồng dữ liệu chức năng sinh đề thi trắc nghiệm tự động
- Biểu đồ luồng dữ liệu chức năng thi Online:
Xác định thực thể:
Xác định mối quan hệ giữa các thực thể
. Thiết kế các bảng dữ liệu vật lý
. Sinh đề thi trắc nghiệm tự động
False
Sl>=soluong
Thêm câu hỏi vào đề thi. Sl <- sl+1;
Phù hợp với ma trận đề
Hình 13: Sơ đồ khối thuật toán sinh đề thi trắc nghiệm tự động
. Thuật toán tổng thể hệ thống thi trắc nghiệm
Trong chương 2, chúng tôi tập trung nghiên cứu các vấn đề sau:
Hiện trạng thi tại trường THPT Huỳnh Thúc Kháng Gia Lai
Phân tích hệ thống sinh đề thi trắc nghiệm tự động và thi online: Quản trị ngân hàng câu hỏi, sinh đề thi, tổ chức thi,…
Đưa ra các thuật toán xử lý trong hệ thống.
Trong chương tiếp theo chúng tôi sẽ nghiên cứu xây dựng hệ thống sinh đề thi trắc nghiệm tự động.
CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM
. THIẾT KẾ GIAO DIỆN HỆ THỐNG CHƯƠNG TRÌNH.
Mục đích: giao diện của trang chủ của hệ thống
Chứa các menu, hiển thị nội dung của hình thức thi trắc nghiêm, hiện thị những mục trang con chính của hệ thống để liên kết đến các trang đó như môn thi, phòng thi, giải thưởng…
Tất cả mọi người đều có thể vào được trang chủ.
Giao diện của trang chủ
Mục đích : Cho người quản trị hệ thống (Admin) tạo tài khoản cho các thành viên chưa có tài khoản trong hệ thống của mình.
Phạm vị : Admin và tất cả mọi người đều có thể vào được trang chủ để đăng kí tài khoản.
Đầu vào: chọn thành viên muốn tạo tài khoản và cấp quyền cho họ.
Đầu ra: Thông báo tạo tài khoản thành công hay không.
Hình 3.2. Giao diện trang đăng ký tài khoản
Mục đích: Cho phép người quản lý đăng nhập vào hệ thống để thao tác với các chức năng của hệ thống.
Phạm vi: Chỉ những người có tài khoản và nhập vào đúng tên đăng nhập và mật khẩu mới đăng nhập thành công.
Đầu vào: Tên đăng nhập, Mật khẩu.
Đầu ra: Trả ra thông tin đăng nhập thành công hay không.
Hình 3.3. Giao diện trang đăng nhập
Mục đích: Cho phép người quản lý môn học
Đầu vào: Mã môn và tên môn
Đầu ra: Trả ra thông tin nhập thành công thành công hay không.
Giao diện form quản lý môn học
Hình 3.4. Giao diện trang quản lý môn học
Mục đích: Cho phép người quản lý đăng nhập vào hệ thống để thao tác với các chức năng của hệ thống.
Phạm vi: Chỉ những người có tài khoản và nhập vào đúng tên đăng nhập và mật khẩu mới đăng nhập thành công.
Đầu vào: Nhập các thông tin môn học
Đầu ra: Thông báo cập nhật thành công hay không và lưu vào cơ sở dữ liệu
Giao diện form quản lý câu hỏi
Hình 3.5. Giao diện trang quản lý câu hỏi
. Chức năng giao diện form quản lý đề thi
Mục đích: Cho phép người quản lý đăng nhập vào hệ thống để thao tác với đề thi
Phạm vi: Cho phép quản lý đề thi tạo, cập nhật, xóa đề thi và câu hỏi
Đầu vào: Nhập thông tin mới cho đề thi
Đầu ra: Thông tin được cập nhật hay tạo mới
Hình 3.6. Giao diện trang quản lý đề thi
. Chức năng giao diện form quản lý thí sinh
Mục đích: Cho phép người quản lý đăng nhập vào hệ thống xem thông tin của thành viên
Phạm vi: Cho phép xóa thông tin của thành
Đầu vào: Bảng thông tin của thành viên
Đầu ra: Thông tin được cập nhật đưa ra thông báo
. Chức năng giao diện form thi
Mục đích: Cho phép người dùng đăng nhập vào hệ thống để làm bài thi
Phạm vi: Cho phép làm bài thi cho đến khi hết giờ của hệ thống hoặc hủy thi
Đầu vào: Tài khoản thành viên đăng nhập và lựa chọn đáp án cho mỗi câu hỏi
Đầu ra: Kết quả của người làm bài và đáp án của mỗi câu hoặc đưa ra thông báo hết giờ làm bài để nộp bài
. Chức năng giao diện phản hồi ý kiến
Mục đích: Khi người có tài khoản đăng nhập vào hệ thống vào trang ý kiến sẽ nhập câu hỏi, thắc mắc thông tin sẽ được hiển thị trên trang này
Phạm vi: Cho phép nhập các ý kiến và câu hỏi, hệ thống sẽ cho hiện thị danh sách các ý kiến.
Đầu vào: Các ý kiến và câu hỏi thắc mắc
Đầu ra: các ý kiến được hiện thị dưới một danh sách theo tuần tự thời gian từ trên xuống dưới hoặc hủy không bỏ ý kiến
KẾT LUẬN
Trong luận văn này chúng tôi đã thực hiện được một số nội dung sau:
Tìm hiểu tổng quan về thi trắc nghiệm.
Tìm hiểu và phân tích ưu nhược điểm của các hệ thống thi trắc nghiệm hiện tại.
Tìm hiểu các phương pháp sinh đề thi trắc nghiệm tự động.
Mô tả bài toán “Tổ chức thi trắc nghiệm ở trường THPT Huỳnh Thúc Kháng – Gia Lai”
Phân tích và thiết kế hệ thống sinh đề thi trắc nghiệm tự động.
Xây dựng được hệ thống sinh đề thi trắc nghiệm tự động.
- Giao diện của trang website đẹp, dễ sử dụng và có tính bảo mật.
- Hệ thống tương đối hoàn chỉnh, thời gian xử lý kết quả nhanh.
- Chức năng đơn giản, tiện ích cho người sử dụng.
- Phần mềm được xây dựng dựa trên công nghệ ASP.net. Sử dụng công nghệ LinQ.
- Cơ sở dữ liệu được xây dựng từ SQL Server 2008.
Chưa xây đựng được tối ưu các ràng buộc, dữ liệu sắp xếp chưa được linh hoạt. hợp lý.
Chưa bắt được hết các lỗi của hệ thống.
Chưa xử lý được trạng thái hệ thống bị dừng khi đang thao tác và còn một số tồn tại trong việc đặt tên và sử dụng linh hoạt các điều khiển.
Hoàn thiện chức năng tạo đề thi.
Có thể dự đoán được học sinh đạt được điểm cao.
Cơ sở dữ liệu được tối đa hóa đến mức chi tiết.
E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\HE THONG THONG TIN\LE TRUNG THANH
