AI-Экзаменатор: нейросетевая система точной проверки знаний студентов
Анализ лабораторных, онлайн-интервью студентов с персонализированными вопросами и формирование отчётов для повышения качества обучения.
Анализ лабораторных, онлайн-интервью студентов с персонализированными вопросами и формирование отчётов для повышения качества обучения.
С развитием и широким распространением больших языковых моделей (LLM), традиционный подход к обучению программистов, основанный на выполнении лабораторных работ, претерпевает значительные изменения. Традиционно лабораторные работы выполнялись студентами самостоятельно, что способствовало:
Однако с появлением LLM студент может легко получить готовый код и отчёт по лабораторной работе, что формально позволяет выполнить задание, но лишает его возможности самостоятельно прорабатывать материал и развивать важные навыки.
Это порождает следующие проблемы:
Чтобы решить данные проблемы, мы получили запрос на разработку AI Экзаменатора по программированию – специализированного агента на базе LLM, который проводит углубленное интервью с целью проверки понимания и практических навыков студента, который:
Таким образом, AI Экзаменатор смог бы решить задачу объективной и глубокой оценки знаний студентов, снижая нагрузку на преподавателей и обеспечивая развитие необходимых компетенций у студентов даже в условиях, когда LLM доступны как вспомогательный инструмент.
В качестве ожидаемых результатов, мы выбрали 4 пункта:
AI Экзаменатор — интеллектуальная система, основанная на передовых больших языковых моделях (LLM), для автоматизированной и глубокой проверки знаний студентов в области программирования по результатам выполнения лабораторных работ.
Модуль формирования вопросов
Функционал: генерация вопросов разного уровня сложности, анализ компетенций, создание практических заданий.
Описание: этот модуль отвечает за автоматическую генерацию вопросов для студентов на основе выполненных ими заданий. Он адаптирует вопросы по сложности и направленности в зависимости от анализа лабораторной работы.
Модуль взаимодействия со студентом
Функционал: проведение диалогового интервью, задавание уточняющих вопросов, интеграция с голосовыми интерфейсами, режим изолированной среды.
Описание: этот модуль управляет процессом взаимодействия с студентом, задавая вопросы и анализируя ответы в реальном времени. Включает функции защиты от внешних источников информации и возможности для уточнения ответов.
Модуль оценки результатов
Функционал: автоматическое формирование отчётов, вероятностная оценка ответов, выставление итогового балла, возможность редактирования отчёта преподавателем.
Описание: этот модуль генерирует отчёты по результатам экзаменов, включая протоколы диалогов, оценки ответов и итоговую оценку. Преподаватели могут вносить коррективы и анализировать успехи студентов.
Административный интерфейс преподавателя
Функционал: настройка сложности вопросов, корректировка вопросов, внесение комментариев и окончательной оценки, анализ ответов по группам и курсам.
Описание: этот модуль предоставляет преподавателям интерфейс для управления процессом экзаменов, настройки вопросов и анализа успеваемости студентов.
Модуль интеграции с LMS (абб., англ. Learning Management System — система управления обучением)
Функционал: интеграция с системой управления обучением, поддержка различных форматов файлов, хранение истории.
Описание: этот модуль отвечает за интеграцию AI-Экзаменатора с системой управления обучением, поддерживая автоматическую синхронизацию результатов и материалов.
Модуль безопасности и ограничения
Функционал: изоляция от внешних источников, контроль подлинности личности, защита от манипуляций.
Описание: этот модуль обеспечивает безопасность системы, включая изоляцию студентов от внешних источников информации, проверку личности и защиту от мошенничества.
Каждый из этих модулей может быть разработан и внедрён как отдельный компонент системы, что позволит вам гибко настраивать и масштабировать систему в зависимости от потребностей учебного заведения. Модули могут быть также обновляемыми или улучшаться независимо друг от друга, что увеличивает гибкость и устойчивость системы в долгосрочной перспективе.
Система анализирует выполненные задания, генерирует персонализированные вопросы разной сложности и проводит интерактивные интервью с каждым студентом. В результате преподаватели получают подробные отчёты с оценками, что позволяет значительно сократить время, затраченное на проверку, и снизить нагрузку. Рассмотрим возможности системы чуть подробнее, с точки зрения разработанных функциональных модулей.
AI-Экзаменатор использует технологии обработки естественного языка (NLP) для анализа лабораторных работ студентов. Он внимательно проверяет текстовый и кодовый материал, определяя ключевые компетенции, которые студент должен был освоить для успешного выполнения задания.
Анализ структуры задания: система разбивает задание на ключевые элементы: теоретическую часть, код, отчёт и возможные ошибки. Например, если студент сдал код, AI-Экзаменатор может оценить не только правильность выполнения программы, но и соответствие стиля кода, использование правильных алгоритмов, а также качество документации и комментариев.
Определение уровня знаний: на основе анализа, система классифицирует знания студента. Например, AI-Экзаменатор может оценить знания в таких областях, как базовые структуры данных, алгоритмы сортировки, оптимизация кода и т. д. Это помогает преподавателям понять, на каких уровнях студент достиг успехов и где нужно сосредоточить внимание.
Проверка на оригинальность: AI-Экзаменатор также может помочь в обнаружении плагиата или использования внешних источников для выполнения задания, что повышает объективность проверки.
AI-Экзаменатор генерирует вопросы, соответствующие качеству выполнения работы конкретного студента.
Динамическая генерация вопросов: вопросы, которые система генерирует, адаптируются в зависимости от того, какие области знаний были продемонстрированы в лабораторной работе. Например, если студент успешно решает задачу по алгоритмам, система может задать более сложные вопросы по оптимизации или применению алгоритмов в реальных задачах.
Реализация уровня сложности: вопросы классифицируются на три уровня — базовый, средний и сложный. Базовые вопросы проверяют фундаментальные знания, например, теорию или принципы работы алгоритмов, в то время как более сложные вопросы требуют от студента углубленного понимания, способности анализировать и применять знания в заданных ситуациях.
Практические задания: в дополнение к теоретическим вопросам, система может задавать вопросы, связанные с практическим применением знаний — например, модификация уже написанного кода или решение дополнительных задач. Это позволяет проверить не только знание теории, но и способность использовать её на практике.
AI-Экзаменатор проводит углубленное интервью, в ходе которого студент отвечает на вопросы, а система анализирует ответы и задаёт уточняющие вопросы для более точной оценки уровня понимания материала.
Диалог в реальном времени: в отличие от традиционной оценки, которая ограничивается фиксированными вопросами, система может задавать дополнительные вопросы, чтобы глубже понять, как студент понимает материал. Например, если студент дает неполный или неясный ответ, система может предложить уточняющие вопросы для выявления пробелов в знаниях.
Индивидуальные вопросы: вопросы адаптируются в зависимости от ответов студента, чтобы лучше оценить его способности. Если студент отвечает правильно, AI-Экзаменатор может предложить более сложные вопросы, чтобы проверить глубину знаний. Если ответ некорректен или поверхностный, система задаст вопросы, направленные на устранение пробела.
Изолированная среда: для обеспечения честности экзамена, интервью проходит в изолированной среде, что исключает возможность использования внешних источников информации. Это гарантирует, что оценка будет основана исключительно на знаниях студента, без помощи интернета или коллег.
AI-Экзаменатор автоматически генерирует отчёт по результатам каждого интервью. Это отчёт предоставляет подробную информацию о ходе интервью, а также рекомендации для преподавателя.
Структурированные отчёты: отчёт содержит информацию о том, какие вопросы были заданы, как студент на них ответил, какие ответы были полными или частично верными, и какие аспекты знаний требуют доработки. Преподаватель может быстро оценить, на каких этапах студент показал сильные стороны, а где ему стоит уделить больше внимания.
Рекомендации для преподавателя: отчёт включает рекомендации по улучшению учебного процесса и направлениям, которые требуют внимания. Например, если студент плохо справился с вопросами по теории, это может быть сигналом для преподавателя, чтобы посвятить больше времени объяснению теоретической части.
Оценка знаний: система также предоставляет предварительную оценку знаний студента, которая может быть использована преподавателем для принятия окончательной решения по оценке. Эта оценка может включать как количественные, так и качественные показатели.
AI-Экзаменатор легко интегрируется с различными системами управления обучением, что делает его ещё более удобным для преподавателей и студентов.
Автоматическая синхронизация: AI-Экзаменатор может автоматически синхронизировать результаты проверок и интервью с LMS, что позволяет преподавателям видеть результаты экзаменов и выполненные задания непосредственно в их рабочей среде. Это облегчает мониторинг успеваемости студентов и упрощает процесс выставления оценок.
Управление заданиями и материалами: интеграция с LMS позволяет преподавателям загружать задания и материалы непосредственно в систему, а студенты могут сдавать свои работы через тот же интерфейс, что упрощает процесс взаимодействия.
Обратная связь: после завершения проверки, система автоматически отправляет студентам подробные отчёты с результатами интервью и рекомендациями, что позволяет им оперативно корректировать свои знания.
Эти функции делают AI-Экзаменатор мощным инструментом для повышения качества образования, улучшения объективности оценки и облегчения работы преподавателей.
Объективность и точность оценки: система исключает субъективные факторы в оценке и позволяет получить более точную картину реальных знаний студента.
Снижение нагрузки на преподавателей: автоматизация проверки знаний и проведения интервью значительно уменьшает нагрузку на преподавателей, позволяя им сосредоточиться на более важных аспектах обучения.
Персонализированный подход: AI-Экзаменатор учитывает уровень знаний каждого студента, подбирая вопросы, которые соответствуют его подготовке, что повышает точность оценки.
Развитие ключевых навыков: система не только проверяет знания, но и способствует развитию критического мышления и практических навыков, стимулируя студентов к самостоятельной работе.
Экономия времени: преподаватели получают готовые отчёты, что позволяет сократить время, затрачиваемое на проверку и оценку, и ускоряет процесс получения итоговых результатов.
Экономия времени: система сокращает время преподавателей, затрачиваемое на проверку лабораторных работ и проведение интервью, на 50-70%. Это приводит к освобождению рабочего времени преподавателя на 10-12 часов в неделю.
В абсолютном выражении: если раньше преподаватели тратили 15-20 часов на проверку работ и интервью, с системой AI-Экзаменатор, это время составляет только 6-10 часов в неделю.
Эффект: освобождённое время можно будет использовать для других образовательных задач, таких как подготовка новых лекций, проведение индивидуальных консультаций и улучшение образовательного процесса.
Повышение точности: использование AI-Экзаменатора снизило вероятность субъективных ошибок в оценке на 30-40%, что обеспечило более справедливую и объективную проверку знаний студентов.
В абсолютном выражении: преподаватели раньше могли ошибиться в 30-40% случаев при оценке, вызванных усталостью или личными предпочтениями. Сейчас с помощью системы эта цифра снизилась до 5-10%, что повысило точность оценки. Например, если преподаватель оценивает 100 студентов, и раньше мог ошибиться в 30-40 случаях, то с использованием AI-Экзаменатора количество ошибок снизится до 5-10 случаев, что значительно повышает качество оценки и справедливость.
Эффект: студенты оценены более справедливо, что повысит доверие к результатам оценки.
Персонализация: AI-Экзаменатор автоматически адаптирует вопросы в зависимости от уровня знаний студента. Вопросы варьируются от базовых до сложных, что позволяет обеспечить более точную и персонализированную оценку.
Эффект: студенты с разным уровнем подготовки получают задания, соответствующие их уровню знаний.
Обратная связь: AI-Экзаменатор автоматически генерирует подробные отчёты по результатам экзаменов, которые включают не только оценки, но и развернутую обратную связь по каждому вопросу.
Эффект: студенты получают точные рекомендации по улучшению своих знаний и улучшению слабых мест в подготовке. Преподаватели смогут использовать эти отчёты для более целенаправленной работы с каждым студентом.
Например: студент, допустивший ошибку в теоретическом вопросе, получит объяснение ошибки и рекомендации по углублению знаний в этой области. Это повысит эффективность повторного обучения и даст студентам возможность оперативно устранять пробелы в знаниях.
Свяжитесь с нами по почте request@codeinside.ru и мы поможем вам реализовать проект. Ознакомиться с другими выполненными проектами по ссылке.
Создадим прототип за 48 часов или предложим оптимальное решение по сопровождению и развитию вашего прототипа
Решаем задачи бизнеса с помощью компьютерного зрения и машинного обучения
Полный цикл услуг по тестированию вашего ИТ-продукта
Заполните форму,
и мы свяжемся с вами
в ближайшее время
