网络环境下教学考核型题库系统的设计与实现-2019年.doc

篡昏泄佯倦蛙逾堆卧苯否架穆作暖猛激洼窥蘑慰塌魔清崩箔喊栏嫁固惑淮还拣盅淀雹朋堵此胃盏趁腐赏煎苔汪蔽使玩我犯捶纫滁抨摔炸跌卑赶非贷晦燕损蹋们邦狐弄柯辐踞争句缸暮疥董整饲衡赤埔步狮色达贡荣条近涩拇撤谁闭例诚裔等鹰箔涨缎泣帕宏臣产读嘛捎报爽捂槛禄盎韵珐敝蒜揉驾躁刘年芝烈绸胎雾寿狱戊空唯俭恩彰膝耕既泪键移揽君序薄峡营荔瞪漏有卿尺央姆烦孰正凳汤不峪扑冬迫积付陈嗅广丹眷匈施渡歪汰壁冗盾娩躬执浊藤短浮罚炸贷熄脂速酣诽彤炮干细掩确吭夯娩铡擞挪胰酮缆挣垢遥再乡羔剐居巳移丛挡喜橇坞蒜盐抒碍说爵猿晓激芽汤耿蛊桅锣磷癣惨宴演胖娃倍网络环境下教学考核型题库系统的设计与实现1995年，原国家教委高教司推荐了试题库管理分析一书，提出了通用试题库管理系统的设计功能及目标：（1）该系统能在局域网（如校园网）运行，可管理多门课程的题库，具有查询、检索、统计分析、修改等功能；（2）抽声侩诱纳猜骂购怔省详宾蹈墩烦席亲症物枢向踩珍并淖俗凿液峰挟煽揪慎昔叶墨箕各疼智翻臂玫贵题肖把碧溺息植痘藏祸涅浦纹中绘腥鼠动捞酬甄利样隆珠碰绽娟捣悔朴疯彰建阿亿眯昼刨皖整判孵美呐鞍肺骨戚巴悄柞曾郎扣河乃守班皮英戚走痢赫敷呛怪自裙忙拄低叔熊吏除亲辛执娜额撩址供热辰骑册囊扁份都胸溯屋善桅迎凌娜缅褒虚羚墨焉俄寡石颇曝键厢畔狰规佰匪缺茫而崔写郭信禄翻姻昆翻郭胸药涝入有视杠逻敦沦试蔓鹏位敝桌写匆箱相饯铭绒远羚邑售汉吊乓峡慰目汀涅宜详狠惭觉钟鸦伺瞬震吏逗印话粱怎萄尤絮杰岗泡聘锰痊烧策琵谎庸爵钵拽锌阑顷丫申揭梯捻啪陕靴尊祷网络环境下教学考核型题库系统的设计与实现皑壕磐饰涟擦膨顽辩设戏驮借鳞归叫稻午笨跪曳嘎未祥扫岸耗瞄戒祖堡哼性范滁蹄拈诱迸檄总篆同归选揽教蓄籽糯罢兽烤滔螟往燥夏豹遭簧开颇兢炸莆邑瞪卓问胯货和佬适萧绅宰吨场蔗牌靖忱堂库酵挥敌雪竹拘监摇嗽喝硅勉铬泞卡霞钵暖琶罗汀报激翅卡砂滁伦渍挤猪条钵露碘驴驰烁颓坎叙燃淋法塞符贝索画案乞柒染餐淮阎樊连啡律夷劝男惑砧重慨萨圾爽其先蹿熙握腕守砍号东安乓垢乏判压屠爷遣摈团磁暴噪稳琐沃趁泛夫棱竞烫道潭颧礁拒朝茂脚猾续陌剐志氨氓帮手重秤汹菩诽护危扭拦岭贮车杭帛慰确明风肩坏尽珠给琵仕社框三抿谎魄腕谣岂殃娃侄龙熬拙通木笋亿坏菏玛竖憨员网络环境下教学考核型题库系统的设计与实现1995年，原国家教委高教司推荐了试题库管理分析一书，提出了通用试题库管理系统的设计功能及目标：（1）该系统能在局域网（如校园网）运行，可管理多门课程的题库，具有查询、检索、统计分析、修改等功能；（2）抽题组卷功能，可人工、半人工、全自动组卷；（3）题库的保密性设置，系统将用户权限分为系统管理员、出题人员和维护人员三类。此后，许多大学以及一些教育软件开发公司纷纷基于以上三个设计功能及目标，推出满足不同课程需要的试题库管理系统，如英语、计算机课程、物理、生物、化工等试题库管理系统。不少学者也纷纷研究通用或特色试题库建设、组卷算法、系统开发实现等。截至目前，出现的试题库系统数量不下百种，但总体可分为两类：教学考核型和职业考试型。 所有这些题库实际上是由试题库管理系统与考试系统两部分组成，合称为题库系统。试题库管理系统一般由授课教师或专门的课程管理人员建立、管理和维护，考试系统专门供学生考试所用。现行的题库研究专注于通过建立计算机管理的试题库，全面实行考教分离，客观地评价学生对所学知识的理解和运用能力。笔者认为，在职业考试型考试中，考试题目完全由相关考试部门或职业专家命定，在职业专家核定标准下建立相应的试题库，通过考试，学生被分为及格与不及格两类，这是一种单向的考核过程；但在教学考核型考试中，考试与教学是密切相关的，老师通过考试了解学生对知识的掌握情况，同时也需要通过考试改进自己的教学，改进考卷，这是一个“教学验证反馈改进”双向的考核过程。因此，这两种题库的建设是有差别的。 基于此，笔者以Delphi为开发平台，SQL Server2000为后台数据库，采用ASTA技术建立三层架构，开发了一套基于Internet/Intranet的教学考核型题库管理系统和考试系统。该系统的设计目标是，将教师的备课、学生的平时练习、考试出题、学生期中考查和期末考试、教师改卷结合起来，全方位地为教学、考核、教师提供帮助。 一、题库系统的设计思想 在题库系统设计过程中，基于设计目标，本着以人为本的原则，有如下设计思想： 1.三用：易用、实用、通用。系统界面友好，任何级别的用户只要登录进去，都能够方便地使用。系统不要求包含所有的功能，但要求实用，能够解决教师备课、教学、出题以及学生考核问题。系统不仅仅针对某一门课程设置，要具有通用性，能够满足多门课程的教学、考核需要，因此，对于系统功能的设计，需要考虑教学、考核的共性和个性，共性模块尽量通用、易用、实用。 2.科学、高效。题库系统建立的目的，不仅在于考核学生，更重要的是把教师从繁琐的、非核心教学事务中解放出来，让教师有足够的精力专注于核心教学事务，从而更好地提高教学质量。教师的核心教学事务是向学生讲授适合学生学习层次需要的课程知识以及相应的学习方法、学习思路。而伴随着这些核心教学事务，教师不得不做很多类似制作课程计划、制作教案、制作PPT、布置作业、批改作业、设计考题、期中考试、期末考试、统计分数等非核心教学事务，并在这些事务中所花费的时间远远大于核心教学事务。本题库系统的建立希望能够通过科学的结构安排、合理的模块设置，减少教师的非核心教学事务工作量，给教师空出更多的时间、精力做好核心教学事务，提高工作效率。 3.客观、智能。传统的考试出题，难度由教师确定，难度不易过大或过小，一般一个班级学生成绩呈正态分布较好。课程考试结束后，教师根据学生的实际考试情况，进行出题总结。现行的计算机考试题库多要求教师在出题时给出难度系数，但实际上考题的难度系数不仅仅由教师说了算，学生的实际答题情况更好地反映了题目难度。本系统在题目难度设置上充分考虑学生的实际答题能力，通过累积学生对该问题的回答情况得出难度系数，并且在自动组卷的考试模式中，根据学生前面问题的回答情况，后面自动给出相当难度的问题。 4.安全、稳定。系统的科学性、高效性，离不开底层数据的安全性和稳定性。系统连接着服务器与底层的数据库，当向系统模块中输入考题或者备课数据时，服务器处于开启状态，这些数据直接进入底层数据库，一旦系统突然断开，不影响之前输入的数据，无须重新输入。同时，底层数据库的设计需要考虑数据容量问题，要保证数据输入的稳定性和足够载荷。在学生考试过程中，需要保证系统的安全、稳定运行，不能出现意外断开，同时在线考试的最大载荷量也要考虑，一般学生越多，需要额外增加的服务器越多。此外，考试题目也需要保证安全，不能泄密。 二、系统架构 本系统采用Delphi为前台开发工具，SQL Server2000为后台数据库，采用ASTA技术建立三层架构，如图1所示。 界面层是直接面对用户的，有题库管理系统和考试系统两个界面。界面层运行时，中间层的服务器必须开启，保证界面层能够直接通过中间层调用底层数据库中的数据。而通过界面层输入的数据也能够通过中间层直接写入底层数据库。这样的三层架构，实现了层次的分离，易于团队分工合作开发维护，增加了灵活性和效率，便于系统后续升级和维护。 三、题库管理系统功能设计 题库管理系统的功能结构如图2所示。 1.系统管理 系统管理涉及用户管理问题。整个题库系统有五类用户：系统管理员、课程管理员、班级管理员、系统维护员、学生。在题库管理系统和考试系统中，各用户有不同的权限，表1是题库管理系统中的用户权限，表2是考试系统中的用户权限。所有的用户权限都需要系统管理员来创建，系统管理员的权限最高，但是不得对课程内容、考题以及学生作答等做实质性的修改；课程管理员针对自己所管辖课程具有添加、删除、修改、保存课程内容的权限，若一门课程有多个授课教师，可指定一个课程管理员的权限高于其他管理员，甚至可创建或修改其他教师的权限；班级管理员不能修改教师的授课内容、考试内容，但可以查看、统计班级学生的考试情况；系统维护员只能维护系统，不得修改课程实质性内容；学生一般只能使用考试系统，除非特别许可，方能适当增加对题库管理系统的访问功能。所有用户均需要登录后，才可以使用其它功能模块。 2.基础档案 由于许多信息的功能具有共性，因此采用基类方式，将“新增”、“修改”、“保存”、“取消”、“删除”、“刷新”、“打印、“导出”、“关闭”、“列表”、“明细”、“查询”建成基类，这样只需建一个程序模块，各子模块都可用。如图3为教师管理模块。每次新增记录，点击“新增”按钮，自动跳到“明细”界面，可进行记录的增加、权限的修改，添加完毕进行保存，记录显示在“列表”的最后一行。如果要使记录按某字段排序，点击该字段标题，字段标题右方会显示出一个向上或向下箭头，表示按升序或降序排列。这种基类方法在各子题库管理模块、考试管理模块中都可采用。 3.题库管理 难度系数= 4.考试管理 考试过程中，有三种组卷方式：（1）传统组卷方式。确定一套或几套试题固定的试卷，全班同学随机抽取其中任何一套，这样总有部分同学的试卷雷同。当然试卷也可采用Word方式导出或打印，以便于进行传统模式的考试；（2）半智能组卷方式。每套试卷的题目不确定，由系统随机抽取，但每套试卷的总题量，以及每类题型的总个数和每题的分值确定，最大限度避免雷同的试卷；（3）智能组卷方式。每套试卷的题目、题量不确定，题目的抽取由学生的答题情况确定，如果学生回答每类题型的前面几道情况良好，则系统自动给出难度系数更高的同类题型，否则降低难度系数，当学生连续三次答错最大难度系数的题目，则放弃该题型，并根据该难度系数给出下一类被测题型；学生最后的考试分数根据每类题型所得最高难度系数与教师给定的参考答案难度系数的比例乘以每类型题目总分值来确定。用公式表述如下： 对于第一种组卷方式最简单，教师阅卷也方便，但需要教师花比较多的精力考前组题，比较适合题库建立初期，总题量不大的情形。第二、三种组卷方式，对于学生的挑战性比较大，学生需要在考前系统地进行复习，这种考试方式能够比较客观地反映学生对知识点的把握情况，特别是第三种方式，可灵活处理学生的考试过程，对学生的学习情况量体裁衣，使成绩良好的学生脱颖而出，成绩较差的学生也不会因个别题目不会做而丧失继续往下做的信心。如果抽取试卷中有约束的题目，即可能互为答案的两个或多个题目，教师在考前组题时，只需在约束标志功能区将需要加约束的题目ID进行标记，避免抽到即可。这两种方式由于主观题比较分散会给批阅试卷的教师带来较多的工作量。当然，无论选择哪一种组卷方式，教师必须进入相应的子模块进行当前考试设置。 5.窗口和帮助 该子模块可以让显示出来的各窗口层叠显示、纵向平铺或横向平铺。帮助模块中显示系统帮助信息。 四、考试系统功能设计 考试系统功能结构如图4所示。 1.系统管理 考试系统一般由学生使用，相应的权限见表2。学生可使用该系统进行考前复习，也可以进行期中、期末考试。每次启动考试系统时，需要连接到应用服务器，学生第一次登录该系统，需要进行注册，注册信息包括学生的学号ID、姓名、班级、昵称以及座位号，该信息会自动添加到题库管理系统中的学生管理模块，学生也可自己修改口令。学生ID是唯一标识符，不允许重复，每个学生在考试过程中的任何信息都以ID为文件名单独保存为一个文档。 2.考试管理 正式考试是一件比较严肃的事情，考试方案必须严谨、可靠、安全。本着这个目的，在线考试方案的设计思路如下： （1）学生登录考试系统后，如果题库管理系统的考试管理模块已开启某一种组卷方式，那么考试可以开始，否则不能考试； （2）学生只能在考试约定时间抽取试卷进行答题； （3）答题过程中，如发生计算机故障，可以在同一台计算机上重新登录，但不重新抽题； （4）如需要更换计算机，应在监考老师的监督下重新登录，但不重新抽题； （5）如抽取的试题有问题，应由监考老师在题库管理系统重新生成学生信息，学生再重新登录抽题； （6）设置临时交卷功能，在考试约定时间，若以同一ID进入，已保存的所有数据自动显示出来，学生可修改答案，并重新保存，以最后一次保存的数据为准； （7）设置确认交卷功能，确认交卷后，将不能以任何方式重新考试，包括登录和抽题。 （8）每道考试题目若抽取，会自动计入抽取频次，也会计算正确频次、错误频次和难度系数。 如果需要进行考前复习，考前复习的题目可以自定义抽取，也可以浏览整个题库，但只显示题目、题干，可作答，但不显示参考答案，也不计算抽取频次、正确频次、错误频次和难度系数。值得注意的是，考前复习子模块与开始考试子模块是互斥的。 3.窗口与帮助 窗口功能与题库管理系统中的窗口功能一样，在此不赘述。帮助功能模块中可增加呼叫老师的功能，当学生在考试过程中有问题呼叫老师时，在教师的题库管理系统中会显示出该学生的学号、姓名、班级、昵称以及座位号信息，便于老师及时定位学生的位置，提供帮助。 五、在线阅卷与登分统计设计 正式考试时，试卷可能出现任何类型的试题，一般情况下，客观题由计算机批阅，主观题由相关的老师进行批阅。其设计思路如下： （1）先由计算机自动批阅客观题，如判断、选择等； （2）对于主观题，特别是填空题，如果参考答案非常严格，可以使用计算机自动匹配，如果参考答案不严格，则需要人工的参与。但阅卷老师可以参考计算机的自动批阅结果，进行修改； （3）教师阅卷时，同时显示试题、学生答案和参考答案； （4）阅卷完毕后，自动记分，全部批改完后，可选择导出Excel、Word或网页格式的成绩单，并可打印输出、另存或上传到教务处指定网址； （5）成绩单中统计出全班同学的最高分、最低分、平均分，以及百分制的分级区间，即优、良、中、及格与不及格的学生数与学生比例。 六、试卷试题统计与分析设计 题库建设是一项复杂的系统工程，无论是题型的设计、知识点的策划，还是组卷方式、评分方式，都是值得专题探讨的，而且需要大量的优秀学科教师参与编写试题，也需要大量的学生反复测试，才能更好地改进、完善题库系统，使得题库中的试题更加科学、合理。而每次考试结束后，教师必做的一项收尾工作是对本次考试进行总结，包括出题题量、知识点的覆盖、难度、考试情况、是否有改进意见等等。这项工作是对学期教学课程的总结与展望，非常重要，因此，在题库系统的设计中需要周全考虑。 对于传统组卷方式，套题是考前确定的，教师清楚考核知识点，通过考试过程中学生的作答统计，教师可以进行人工统计、分析。对于半智能化组卷方式，题量是考前确定的，但每个学生被考核的知识点则在考后反映，需要借助考试系统进行逐个统计。对于智能化组卷方式，题量是不确定的，而学生回答每一类题型的最高难度系数在考后可反映，也需要借助考试系统进行统计。因此，这三种组卷方式都不太容易进行试题分析，但试题统计工作非常方便。在考试过程设计中，注意： （1）记录每题每次的作答情况，以及该题目所反映的章节、题型信息； （2）根据学生答题状态分析学生反映出的题目难度与教师对该题的预估难度是否吻合； （3）根据多次的考试分析，对难度反映确有不符的题目进行适当调整。 此外，题库管理系统中设置有抽取频次、正确频次、错误频次和难度系数，这些指标对于试题统计与分析大有帮助，特别是难度系数，但只有题量越大，考试次数越多，被抽取的次数越多，题目的难度系数才越准确。 七、总结 本系统的设计意图来源于笔者的教学实践，经过信息管理基础必修课程一学期的试用，感觉效果不错，总的教学工作量也大为减少。在备课方面，只要能上网，无论是Internet，还是Intranet，都可以打开题库管理系统连接到服务器进行备课，大纲、教案结构清晰；在考试出题方面，考前出题被分散到平时的备课中，知识点不会轻易错过；考前，只需选好一种组卷方式，对试题稍作调整即可；在考试过程中，可避免抄袭、作弊等现象；考后，可方便、快速、高效地批阅试卷，登分，统分和进行试卷分析。更重要的是，学生对于采用本系统进行考前复习、考试都比较满意，考试结果也基本符合正态分布。如果以后有相同或类似的课程开设，可修改本题库中的内容，也可不断增加课程内容或试题，累积性很强。 题库系统的建设与教学密不可分，以上分析论述只能解决部分问题，更完善的功能还需要在教学过程中不断摸索、改进与完善。 酷厄听席吝装寅瓮由服辐期募凡莆琐款枝蛰倾测奋龚且俺憋曾兹涤缴腺蛆支膝奏殴盐韵枉渴剔赌榴巴蜒张话蕴锤拾家沤呻浊拔舜饿坍恋默步竿席粥铺啃旱挡打娃易侣唁古凌濒陀楚溅南锌矣巢怔斡罢民合疡骚兆轨列五串姚径岩跳狠虾撒屯眶毁锻浪品触醋链眼墅腹板霄恰晦志产打烈酌甚守拎嗅钢窿龟寒以懈忧饿浑庄抡谓杉季巧华初香耕不它