以智能化題庫為導向的在線學習考試系統的設計與開發

[摘要]智能化在線學習考試系統不僅可以作為大規模的考試的總結性評價、教師的課堂教學測試的診斷性評價和形成性評價，也可以作為學生在線學習的學習平臺。

[關鍵詞]智能化題庫 自動生成 智能化考試系統

教育技術發展的特點在教學評價中起到了重要的作用。傳統的教學評價已經滿足不了當前個性化的學習需求，智能化在線學習考試系統可以促進學生的在線學習，充分體現學生學習的個性差異，真正實現個別化的學習和評價，解決了傳統測評系統和評價方式的不足。

一、 智能化在線學習考試系統的設計思想

教學評價是教學過程中的重要環節，分為診斷性評價、形成性評價和總結性評價。診斷性評價是在學習開始之前對學習者所具有的認知、情感和技能方面的條件進行的評估；形成性評價是在教學和學習過程進行的評價；總結性評價是在學習結束后對學生的學習效果進行的評價。智能化在線學習考試系統充分考慮到每個學生的個性差異，提供了一個自主、智能化、個性化的學習平臺。真正達到考試與教學和學習的結合，使考試為教學和學習服務。其考試統計信息作為一種教學信息反饋給教師，幫助教師及時掌握教學的情況，使教學和學習達到最優化。

二、智能化在線學習考試系統的優勢

1.題庫的通用性、有效性、動態更新

利用XML文件在不同的題庫之間進行試題的共享，從而在異構系統、異構數據庫之間實現題庫資源的共享。通過數據庫對試題集中管理，通過XML進行數據交換，實現了數據庫和XML文件的數據交換，保證了題庫的開放性。

2.錯題庫、練習題庫建立和及時更新，保證錯題庫的有效性和典型性。

3.題庫的多樣性，考試題庫、測試題庫、錯題庫等多種題庫，保證考試與教學和學習的相互結合。

4.生成試卷方式的多樣化、智能化，自動生成試卷和手工生成試卷相結合。

5.評卷方式的多樣化，自動閱卷和手動閱卷相結合的方式。

6.題型的多樣化、以及格式的通用性。包括單選、多選、是非、填空、簡答、實驗、操作等多種題型，并且所有的題型統一使用一種格式，保證格式的通用性。

7.考試和教學和學習相結合，診斷性評價、總結性評價和形成性評價相結合。

8.教學統計信息的合理有效的使用，隨時統計每個考生的學習測試信息，反饋給教師，以便教師及時了解學生掌握情況，對以后的教學過程作出調整；統計錯題信息，及時更新錯題庫。

三、 智能化在線學習考試系統的設計

智能化在線學習考試系統主要有以下功能模塊。

1．用戶管理子系統。

本系統有三種用戶：后臺管理員、教師、學生。用戶管理子系統就是對這三種角色的信息進行管理。

2．題庫管理子系統。

題庫管理系統是考試系統的中心部分。本題庫系統是一個智能化、通用的題庫系統。其智能化主要體現在每道題的知識點表示方法上，通用性是主要體現在通過XML實現不同題庫之間的數據共享，實現資源共享，減少數據冗余。題庫按照不同的教學和學習評價需求分為練習題庫、考試題庫、錯題庫。

（1）練習題庫主要是用于學生在線學習和測試。

（2）考試題庫主要是用于學生的總結性評價。

（3）錯題庫主要是利用考試信息統計子系統的錯題信息，統計把錯誤率高的且具有典型代表的試題加入到錯題庫中。

一個好的題庫應該隨著課程內容的改變做及時地更新，練習題庫、考試題庫應該及時更新，一方面保證題庫的保密性，另一方面確保題庫評價的有效性和題型的多樣性；錯題庫也要及時更新，保證每道題都是具有典型代表的。

3．試卷管理子系統。

主要是負責對試卷的管理工作，包括試卷模版管理、試卷管理和組卷模塊三部分組成。

（1）模版是試卷按照題型、以及知識點、試題難易度等具體要求制成的一種試卷結構框架，試卷就是根據這種結構從題庫中抽取符合要求的試題然后組成的。

（2）試卷管理模塊主要是對生成的試卷進行修改達到滿意。

（3）組卷管理模塊主要是生成試卷，有兩種方式：手動生成試卷和利用考試模版自動生成試卷。

4．考試管理子系統。

由考試控制管理、考試監控管理和評閱試卷管理等管理模塊組成。

（1）考試控制管理模塊實質上是考試控制臺，由考試批準、考試開始和考試結束三個子模塊組成。

（2）考試監控管理模塊主要是為了防止考生考試作弊，可以采取對考生IP的進行監控，發現異常IP，及時進行處理。

（3）評閱試卷管理模塊主要是負責閱卷。閱卷主要采取三種方式：自動閱卷、手動閱卷、專家系統閱卷。

5．考試信息統計子系統。主要是負責對考生的考試信息進行統計，并且利用數據挖掘技術挖掘出有用的信息，將這些信息反饋給學生和教師，為教學和學習服務。主要有試題統計、錯題統計、考試信息打印等三部分組成。

6．考試異常處理子系統。該系統主要是負責對考生考試過程中發生的異常進行處理，對于頁面出現的一些報錯信息打印出來。對于考試中發生考試異常，造成學生及其死機等問題的，程序每隔幾分鐘自動備份考卷，以保證考試異常時考生再次考試的時候答題信息不會丟失，如果異常發生時，程序自動停止計時。

四、 智能化在線學習考試系統的開發環境和技術支持

1．開發環境。針對網絡在線考試系統的特點，本系統采用了Browser/Web Server系統運行模式。考試中心子系統和考點子系統的數據庫及Web服務器操作系統都采用Linux9.0，數據庫管理平臺采用Oracle9i，WEB 服務器采用的Resin。

2．數據庫設計

（1）人員數據庫。

主要有三個表，教師信息表（DB_TCHINFO）、管理員信息表（DB_ADMININFO）、學生信息表（DB_STDINFO）。

（2）試題數據庫。

主要有三個題庫表： 練習題庫表（DB_QUEPRACTICE ）、考試題庫表（DB_QUESTEST）、錯題庫表（DB_QUESWRONG）。所有的題庫都使用統一的題庫信息表，存放題庫的科目表、章表、節表、知識點表、模版表等信息。

（3）試卷數據庫。

試卷表（DB_PAPER）包括：試卷編號、試卷名稱、試卷中的試題編號、試題類型、試題、參考答案、專業、課程、認知層次、組卷人員、組卷日期、考試時間、考試說明等等。還包括學生成績表。

3．題庫加密、成績加密技術。對試題和答案進行加密，防止泄密、成績被泄露、復制、修改，萬一成績被修改，應恢復出原始成績。題庫的加密：采用改進的3DES加密，這樣兼顧了速度和安全兩方面的指標。由于試卷信息的加密實際是數據庫記錄的加密，而記錄并不是一個連續的信息串序列。另外，為了能正確地區分有效數據和填充數據，加密的數據串應有長度控制。成績的加密：當考生點擊交卷，系統在判完卷后，這就需要防止成績被查看、修改、替換學生成績記錄以及發現成績被修改后防止抵賴。為保證成績的安全性，我們提出了成績多級別安全的防范措施。

參考文獻：

［1］吳平．遠程考試系統的設計［J］．中國遠程教育，2000（162）：46-48．

［2］余勝泉，何克抗．網絡題庫系統的設計與實現［J］．教育技術通訊應用開發，2003，（7）．

［3］尹朝慶，尹皓．人工智能與專家系統［M］．北京：中國水利水電出版社，2001．

（作者單位：北京交通大學計算機與信息技術學院）