Исследование методов и разработка средств информационной поддержки процесса создания тестовых заданий

1.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»
(ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН»)
Институт
информационных технологий
Кафедра
информационных систем
Выпускная квалификационная работа
на присвоение квалификации «магистр» по направлению
09.04.01 «Информатика и вычислительная техника»
Направленность (профиль): «Интегрированное управление цифровыми предприятиями и умными производствами»
Тема: «Исследование методов и разработка средств информационной поддержки
процесса создания тестовых заданий»
Выполнил:
обучающийся группы ИДМ-23-04
Утенкова Елена Алексеевна
Руководитель:
к.т.н., доцент
Поляков Сергей Дмитриевич
Москва 2025 г.

2.

Общие характеристики ВКР
Цель исследования
Сокращение времени на создание тестовых заданий за счет автоматизации процесса на
основе разработки средств информационной поддержки.
Задачи
1.
Исследовать процесс и методы компьютерной обработки текстов на естественном языке и
обосновать необходимость разработки средств информационной поддержки создания
тестовых заданий.
2.
Спроектировать функциональные модели и разработать требования к программному
средству.
3.
Разработать алгоритм автоматизированного создания тестовых заданий.
4.
Осуществить реализацию программного средства контроля знаний.
2

3.

Общие характеристики ВКР
Актуальность
Актуальность данной работы связана с появлением новых возможностей для углубления
своих знаний и навыков с помощью использования цифровых платформ.
Научная новизна
Уникальность исследования заключается в новом способе автоматизации создания тестовых
заданий с помощью обработки естественного языка.
3

4.

Основные функции аналогичных систем
МЭШ
ЭИОС
Quizlet
Создание элемента тестирования
+
+
–
Настройка параметров тестирования
+
+
+
Создание тестовых заданий (вручную)
+
+
–
Формирование банка вопросов
+
+
+
Объединение вопросов в тематические блоки
–
+
+
Использование сторонних тестовых заданий
+
–
+
4

5.

Варианты автоматизации функции создания тестовых заданий
МЭШ
Выбор типа вопроса
Наполнение вопроса
данными
ЭИОС Quizlet
Выпадающий
список
Нет (вручную)
Нет
Реализуемое ПС
Расставление приоритетов
типов вопросов в общем пуле
или вручную
Компьютерная обработка
текста на естественном языке
или вручную
5

6.

Нормативная документация
❖
ФЗ № 149- ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации».
❖
ФЗ № 152- ФЗ «О персональных данных».
❖
ГОСТ Р 57193-2016 . Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла систем.
❖
ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010 . Информационная технология. Системная и программная
инженерия. Процессы жизненного цикла программных средств.
❖
ГОСТ Р ИСО/МЭК 25010-2015 . Информационные технологии. Системная и программная
инженерия. Требования и оценка качества систем и программного обеспечения (SQuaRE). Модели
качества систем и программных продуктов.
❖
ГОСТ 34.602-2020 . Информационные технологии. Комплекс стандартов на автоматизированные
системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы.
❖
ГОСТ Р 59900-2021 . Системы искусственного интеллекта. Типовые требования к контрольным
выборкам исходных данных для испытания систем искусственного интеллекта в образовании.
6

7.

Требования к программному средству
Требования к целевым функциям
программного средства и базе данных
Требования к качеству и нецелевым
функциям
❖
Регистрация пользователей
Функциональная пригодность
❖
Создание тестов
Производительная эффективность
❖
Генерация заданий и ответов к ним
Совместимость
❖
Настройка параметров теста
Удобство и простота использования
❖
Проверка ответов
Надежность
❖
Сохранение и экспорт тестов
Сопровождаемость
Переносимость
7

8.

Параметры контроля качества
❖
Качество алгоритмов GPT и NLP – эффективность и точность работы алгоритмов,
обеспечивающих автоматическое создание тестовых заданий и обработку естественного
языка.
❖
Совместимость с оборудованием и ПО – гарантированная совместимость системы с
требуемыми оборудованием, операционными системами и другими программными
ресурсами.
❖
Безопасность и конфиденциальность данных – обеспечение безопасного хранения и
обработки персональных данных студентов, а также функционала системы.
8

9.

Функциональная модель “Тестирование знаний”
9

10.

Функциональная модель “Планирование теста”
10

11.

Проектирование и реализация БД
Концептуальное
проектирование
Логическое
проектирование
11

12.

Проектирование и реализация БД
СУБД
12

13.

Реализация программного средства
Программное средство представляет из себя веб-приложение с архитектурой клиент-сервер,
интерфейс которого написан на HTML , CSS и JS. Работа с БД происходит через JS и
шаблонизаторы. Алгоритм разработан на Python , с использованием YandexGPT и
YandexCloud .
Архитектура клиент-сервер
интерфейс
работа с
БД
работа с
NLP/GPT
13

14.

Алгоритм автоматизированного создания тестовых заданий
1.
Получение текста из файла.
2.
Составление конспекта.
3.
Обработка с помощью NLP через GPT.
4.
Получение списка вопросов и ответов к ним.
5.
Редактирование тестовых заданий.
14

15.

Итог реализации алгоритма создания тестовых заданий
Сгенерированный тест помещается в
json-файл со следующей структурой:
question - тестовое задание
right_answers - правильные ответы
wrong_answers - неправильные
ответы
question_type - тип тестового
вопроса (определяется программно)
15

16.

Регистрация и авторизация
16

17.

Главная страница и поиск
17

18.

Работа с экземпляром теста
18

19.

Спасибо за внимание
19