李剛

摘要：通用試題庫系統(tǒng)能有效的落實教考分離制度，減輕教師命題的工作量，還避免了各學(xué)科課程試題庫系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)，為學(xué)校提高工作效率的同時降低了支出成本。該文主要介紹了通用試題庫系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)、模式及自動組卷過程，并就自動組卷方案進行了詳細(xì)的描述。

關(guān)鍵詞：試題庫；自動組卷

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）32-0097-02

1 概述

隨著高等教育的普及化，高校在校生人數(shù)與日俱增，特別是綜合性和地方性院校，辦學(xué)規(guī)模隨之?dāng)U大，社會對高校教學(xué)質(zhì)量的質(zhì)疑和負(fù)面評價也經(jīng)久不息?？荚囀呛饬拷虒W(xué)質(zhì)量的重要途徑，它既能對教學(xué)產(chǎn)生激勵和導(dǎo)向作用，更能客觀公正的檢驗教師教學(xué)水平和學(xué)生學(xué)習(xí)的情況。如何培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，促進人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升，一直都是高校教學(xué)管理人員備受困惑的問題。高校也通過不斷的嘗試，鼓勵教師開展不同的形式考試方法改革，以提高教學(xué)質(zhì)量和辦學(xué)水平。

試題庫系統(tǒng)是實現(xiàn)教考分離的重要手段之一，也是一種評價教學(xué)效果的有效工具。它能滿足大量試題的存儲和管理、快捷檢索和智能組卷需求，不僅提高了命題效率，還可以降低命題成本，更可以將任課教師從傳統(tǒng)繁瑣的命題過程中解放出來，將更多的時間和精力投入到教學(xué)研究和教學(xué)改革環(huán)節(jié)中。所以，設(shè)計和開發(fā)一套通用的試題庫管理系統(tǒng)，能滿足絕大多數(shù)課程不斷更新、管理和完善課程試題庫，命題教師可以根據(jù)實際考核所需的題型、題量、分值、知識點、難易度等參數(shù)來明確組卷方案，按照相應(yīng)的組卷算法自動組卷，并根據(jù)既定的命題模板生成試卷等需求。利用通用試題庫系統(tǒng)既減少了資源浪費，又提高工作效率、減輕老師的工作量，更有助于推進考試管理水平的科學(xué)化自動化，促進教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的全面提升。

2 設(shè)計目標(biāo)

設(shè)計一個通用的試題庫系統(tǒng)，必須在遵循一定的教育理念和方法的基礎(chǔ)上具備以下特征：

1） 符合正常教學(xué)的考核規(guī)律；2）功能設(shè)計能滿足大多數(shù)課程命題考核的共性需求；3）組卷方案既要簡潔明了，還要行之有效；4）具備一定的科學(xué)性、安全性、開放性和擴展性。

為確保智能組卷所生成的試卷質(zhì)量，試題庫必須滿足以下幾點要求：

1） 題量足夠多，能滿足各題型、知識點、難易度等參數(shù)的智能組卷需求；2）試題結(jié)構(gòu)完整、語言描述準(zhǔn)確、無重復(fù)試題；3）各題型中不得有題干內(nèi)容描述相同或相似的試題；4）同一次組卷中同一試題不得重復(fù)抽取。

綜合通用試題庫系統(tǒng)的特征和對試題庫的基本要求，提出以下幾點目標(biāo)：

1） 設(shè)計用戶授權(quán)和身份認(rèn)證功能，確保試題庫系統(tǒng)安的全性；2）設(shè)計直觀的題型、知識點、難易度等參數(shù)編輯和管理功能，做好題庫基礎(chǔ)建設(shè)；2）設(shè)計便捷的試題錄入、查找、編輯功能，提高試題管理效率；3）設(shè)計科學(xué)有效的智能組卷方案，確保組卷質(zhì)量；4）設(shè)計智能組卷生成試卷的同時按既定模板生成試卷和參考答案，提高命題效率；5）設(shè)計配套的查詢、統(tǒng)計和打印功能，確保試題庫系統(tǒng)的實用性；6）設(shè)計試題批量導(dǎo)入或批量修改功能，確保系統(tǒng)的開放性；7）考慮試題庫系統(tǒng)后期的更新和完善，確保系統(tǒng)的課擴展性。

3 開發(fā)模式

B/S模式相對C/S模式來說省去了安裝客戶端和服務(wù)端軟件的麻煩環(huán)節(jié)，客戶端用戶只需要通過WEB瀏覽器即可使用WEB應(yīng)用系統(tǒng)，Web服務(wù)端負(fù)責(zé)主要的邏輯事物處理，為了避免操作訪問和事物處理超負(fù)荷，可設(shè)置專門的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫管理。對系統(tǒng)用戶來說，隨時隨地，只需通過電腦上的瀏覽器即可登錄并使用通用試題庫系統(tǒng)。對系統(tǒng)維護人員來說，客戶端根本不需要做任何的維護，多數(shù)應(yīng)用程序和邏輯事物處理程序都集中在Web服務(wù)器上，所有數(shù)據(jù)均存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，兩者相對獨立，系統(tǒng)安全性高，可擴充性強，且升級方便易維護。

本系統(tǒng)將使用微軟公司推出的IIS信息發(fā)布功能基礎(chǔ)上，選擇SQL SERVER數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和ASP.NET+開發(fā)工具的方案來實現(xiàn)通用試題庫系統(tǒng)的界面設(shè)計、程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫管理和網(wǎng)頁發(fā)布等功能，系統(tǒng)開發(fā)模式圖如下圖1所示：

瀏覽器作為系統(tǒng)最底層成為用戶端和應(yīng)用系統(tǒng)的接口，允許用戶通過網(wǎng)頁向Web服務(wù)器發(fā)出操作或數(shù)據(jù)請求。Web服務(wù)器作為中間層，用于處理和反饋訪問請求，同時，負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)訪問請求和接收數(shù)據(jù)反饋信息。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器處于系統(tǒng)最上層，用于處理各類數(shù)據(jù)操作請求，并將結(jié)果反饋到Web服務(wù)器。由于Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器無法實現(xiàn)直接連接，故利用ASP.net和ODBC技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的插入、刪除、修改等操作。

4 用戶角色與權(quán)限

系統(tǒng)用戶大致分為任課教師、課程管理人員和系統(tǒng)管理人員三類。不同角色用戶應(yīng)當(dāng)授予不同的權(quán)限，確保系統(tǒng)安全性。其中，系統(tǒng)管理員擁有最高使用權(quán)限，能對所有課程的試題、課程參數(shù)、試卷參數(shù)、用戶信息等進行查閱和管理；課程管理人員的用戶權(quán)限其次，負(fù)責(zé)本門課程試題庫的試題管理、課程參數(shù)管理、試卷參數(shù)設(shè)置和用戶的管理；任課教師的權(quán)限最少，除了能修改用戶個人信息外，只具備試題管理的功能。

任課教師：主要負(fù)責(zé)本門課程試題庫試題錄入、編輯和管理。根據(jù)題型、分值、難易度、知識點、參考答案等參數(shù)完成試題錄入工作，通過試題查找更新試題、修改參數(shù)，完善試題。

課程管理人員：參與試題庫試題建設(shè)的同時，還另外負(fù)責(zé)本門課程的課程參數(shù)、試卷參數(shù)的設(shè)定和管理，參與和使用本課程試題庫的用戶信息的管理，試卷智能組卷方案的設(shè)定，下載導(dǎo)出試卷、答題紙和參考答案。

系統(tǒng)管理員：除了系統(tǒng)日常的管理和維護工作外，還負(fù)責(zé)課程試題庫參數(shù)的管理，所有使用系統(tǒng)用戶權(quán)限的管理，試題的批量導(dǎo)入和批量修改，同時還擁有課程管理人員和任課人員的所有權(quán)限。

5 智能組卷

5.1組卷過程endprint

試題庫系統(tǒng)智能組卷的方式有很多，但最終抽取試題組成試卷的質(zhì)量好壞，反映了教師教和學(xué)生學(xué)習(xí)的真實情況，所以智能組卷方案必須科學(xué)有效。

智能組卷是根據(jù)系統(tǒng)用戶設(shè)定的試卷參數(shù)，按照一定的科學(xué)規(guī)律自動抽題組卷，抽取試題的過程具有一定的隨機性，同一次組卷中同一試題不得重復(fù)抽取，該過程中由課程負(fù)責(zé)人創(chuàng)建或設(shè)置組卷的參數(shù)信息，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置好的試卷參數(shù)信息在對應(yīng)試題庫中按既定規(guī)律進行試題抽取，抽取獲得的試題組成試卷信息，整個過程涉及課程負(fù)責(zé)人、試卷參數(shù)信息、試題庫和試卷信息四個對象，其組卷時序圖如圖2所示。

普通任課教師登錄系統(tǒng)后只能編輯、管理或更新試題庫內(nèi)的試題信息，組卷過程一般由課程負(fù)責(zé)人來完成。課程負(fù)責(zé)人登錄系統(tǒng)選擇題型、設(shè)置題量量和分值信息后切換到智能組卷方案界面，在組卷參數(shù)界面選擇知識點、試題難易度分別對應(yīng)的題量數(shù)完成智能組卷的參數(shù)設(shè)定。在試卷生成過程系統(tǒng)自動檢查試卷的參數(shù)設(shè)置是否合理，若合理則根據(jù)預(yù)設(shè)試卷和試題的參數(shù)隨機抽題自動生成試卷，若不合理則自動停止生成試卷。自動組卷完畢后，用戶可將試卷按照模板同答題紙和參考答案一起以Word文檔的格式導(dǎo)出系統(tǒng)。

5.2 智能組卷

在參考一定的教育理念和數(shù)學(xué)規(guī)則下，系統(tǒng)設(shè)計分步迭代式組卷策略來實現(xiàn)智能組卷，確保組卷成功率和試卷質(zhì)量。

首先是組卷參數(shù)的設(shè)定，既智能組卷方案的選擇。結(jié)合實際生成試卷所需的題型、總分、題量等參數(shù)在組卷方案中科學(xué)合理的設(shè)置各題型、知識點、難易程度所對應(yīng)的題量。

接著，系統(tǒng)根據(jù)知識點參數(shù)，結(jié)合組卷方案中設(shè)定的試卷參數(shù)進行粗略匹配，自動生成試卷。該過程中，定義Q、L、T三個矩陣，其中Q表示該題庫的試題矩陣，L表示組卷方案矩陣，T表示抽取試題矩陣。定義組卷方案中設(shè)定需要抽取第m個知識點第n種題型試題的題量數(shù)為矩陣lm，n，定義組卷方案中設(shè)定需要抽取第m個知識點第n種題型試題的題量數(shù)為矩陣qm，n（[lm，n≤qm，n]）。為確保組卷方案的可行性，我們設(shè)計一個循環(huán)監(jiān)察矩陣對組卷方案進行檢測，如果方案檢測通過，那么就從qm，n中隨機抽取lm，n個試題存放到ti，j中，如果方案檢測不通過，則返回再次設(shè)置組卷方案。抽題過程中利用事先設(shè)計的程序?qū)i，j進行判斷，若已在抽取的試題中存在，即[ti，j∈T]，則返回重新抽題，若不存在則按抽定試題的結(jié)果自動生成試卷。

最后，對第二環(huán)節(jié)中粗略匹配所生成的試卷進行難度系數(shù)的精確匹配。難度系數(shù)的匹配實際是將抽取試卷的難度系數(shù)和組卷所需達(dá)到的難度系數(shù)進行比較。定義D為抽取生成試卷的難度系數(shù)，它由抽取各試題類型的難度系數(shù)的平均值計算得來，[di]表示第i道大題的難度系數(shù)，[D']表示試卷要求達(dá)到的難度系數(shù)。定義[M=D-D']為難度系數(shù)誤差范圍，若[M≥0.05]，那么抽取試題的難易度有偏差，自動丟棄難度最大和難度最小的試題，從試題庫中抽取兩道難度系數(shù)為[D']的試題，補全上面丟棄的試題，重新計算試題的平均難度系數(shù)D，再次難度系數(shù)誤差范圍M的值，若滿足要求，則終止抽題，若不滿足要求，則重復(fù)丟棄抽補試題操作，直到滿足要求為止。

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