網(wǎng)絡(luò)題庫系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)的普及，網(wǎng)上教學成為當前的一個教育熱點，如何更好、更多地開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的教學資源成為教育工作者應(yīng)該考慮的問題。文中作者給出了網(wǎng)絡(luò)題庫系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方案，并對其組卷策略進行了詳細的探討，提出了一個組卷算法。

關(guān)鍵詞：遠程教育；網(wǎng)絡(luò)題庫；組卷算法；SQL Server；ASP

中圖分類號：TP312文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)26-1729-03

1 引言

網(wǎng)絡(luò)題庫系統(tǒng)在遠程教育系統(tǒng)中處于非常重要的地位，其結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計的好壞直接影響一個遠程教育系統(tǒng)功能實現(xiàn)的效果，從而在一定程度上決定了一個遠程教育系統(tǒng)設(shè)計的成功與否。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)題庫軟件體系結(jié)構(gòu)采用瀏覽/服務(wù)器(B/S)模式，采用三層體系結(jié)構(gòu)，即包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)器、客戶瀏覽器三部分。其結(jié)構(gòu)如圖1所示：

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端采用的是SQL Server，應(yīng)用服務(wù)器端采用可擴展的通用組件對象模型(COM)，采用分模塊層次結(jié)構(gòu)，多模塊分立，允許系統(tǒng)進行分布式并行處理來提高系統(tǒng)的工作效率，各功能模塊之間通過TCP/IP，HTTP，RMI等多種協(xié)議進行消息和數(shù)據(jù)交換。

用戶運行環(huán)境為標準的中文瀏覽器環(huán)境（IE6.0或以上版本）。

3 網(wǎng)絡(luò)題庫的應(yīng)用形態(tài)

3.1 試題庫的生成

1）組織專家組出題。根據(jù)課程的要求，選擇該專業(yè)學科教學專家出題；

2）組織專業(yè)教師出卷，然后由專家組評定。

3.2 組卷

教師遠程組卷：教師通過在瀏覽器中輸入相應(yīng)的組卷參數(shù)(也可使用預(yù)定義的組卷策略)，系統(tǒng)自動組出一份符合要求的試卷。

個人遠程組卷：學生可以針對自己學習特點，輸入組卷參數(shù)(參數(shù)項與教師組卷不同)，形成針對性的練習試卷。

試題查詢：用戶在瀏覽器中輸入試題查詢參數(shù)(包括試題中所有的屬性參數(shù)，并可實現(xiàn)邏輯組合)，以HTML主頁或RTF文件的方式顯示試題。

3.3 考試

個人聯(lián)機測試：學生可以針對自己學習特點，輸入組卷參數(shù)(參數(shù)項與教師組卷不同，只能抽出客觀題)，形成針對性的練習試卷，并可讓學生進行聯(lián)機測試。

遠程聯(lián)機考試：學生選擇己經(jīng)組好并指定要考試的試卷，調(diào)出該試卷進行考試，系統(tǒng)將學生答案存入學生檔案之中。

遠程聯(lián)機閱卷：教師登錄后，選擇要批閱的試卷，客觀題由系統(tǒng)自動判別，非客觀題由教師判定給分，教師確認提交后，判卷信息便存入學生的檔案之中。

考試結(jié)果查詢：學生登錄后，選擇自己考過的試卷，便可調(diào)出該試卷，顯示出該試卷的內(nèi)容、標準答案、學生的答卷記錄、教師的評分情況等。

3.4 統(tǒng)計與分析

1）試卷統(tǒng)計屬性：包括試卷的信度、效度、平均難度;考生群體的最高分、最低分、各個分數(shù)段的積累人數(shù)、平均分、標準差;各個考生的原始分數(shù)和經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的分數(shù)。折線圖和直方圖的呈現(xiàn)方式可以直觀地表示出學生在各個分數(shù)段的分布情況，以及學生成績是否符合正態(tài)分布，異常試題的警告，如考試中全對或全錯的試題，及時提出警告。

2）題目分析和知識點情況分析：包括題目難度、區(qū)分度、迷惑答案效力、知識點上的歸一化得分。每個題目都對應(yīng)著要考查的一個或多個知識點以及在知識點上的認知結(jié)果分類，分析結(jié)果的呈現(xiàn)方式采用表格和圖形結(jié)合的辦法，既直觀形象，又有精確數(shù)值的支持。

3）學生情況分析：① 幫助學生澄清對分數(shù)的認識：對于學生的某一次考試，選擇參加這次考試的全體學生中的不同樣本范圍并計算出量表，就可以按照量表轉(zhuǎn)換公式得到這個學生的原始分數(shù)在不同的樣本范圍的轉(zhuǎn)換分數(shù)。對這個分數(shù)的解釋可以幫助學生確定自己在所感興趣的群體中處于什么樣的位置。并正確認識這種位置：它讓學生明白分數(shù)的含義是相對的，而不是絕對的；單純的分數(shù)正不能說明全部問題。② 獲知學生變化趨勢：學生如果希望知道自己是否進步了，就需要按時間軸作一個關(guān)于考試成績的歷史追蹤，就能夠得出是前進還是后退的結(jié)論。③ 學生知識和能力的分析：題庫系統(tǒng)與學生之間通過聯(lián)機測試界面進行交互，計算機記錄并分析學生有意義的反應(yīng)信息，通過對這些反應(yīng)信息的分析，可以很多有價值的教學過程信息。對學生的分析有兩個維度，即知識內(nèi)容和認知能力。④ 激勵學生的學習：通過與樣本適度的比較，并對比較結(jié)果作出合理的解釋，可以激發(fā)學生學習的動力。

3.5 題庫管理

題庫管理功能主要指為題庫的管理和維護所準備的功能，主要有：

1）添加試題：在試題庫中加入編好的試題;有兩種方式加入：單題錄入，按預(yù)置的試題格式一道一道地填寫;批量錄入：將多道試題按預(yù)定的格式形成一個RTF文件，由錄入程序一次性的錄入題庫。

2）查詢試題：用戶在查詢界而中輸入試題查詢參數(shù)(包括試題中所有的屬性參數(shù)，并可實現(xiàn)邏輯組合)，查出符合條件的試題，供后續(xù)修改或刪除處理。

3）修改試題：查詢出試題后，可對試題的各項參數(shù)及試題內(nèi)容進行修改。

4）刪除試趣：查詢出試題后，可刪除該試題。

5）遠程收集試題：各地教師可通過網(wǎng)絡(luò)提交試題，提交后試題存儲在一個緩沖試題庫中，自動形成標準的RTF文檔，供學科專家審查修改，然后批量錄入題庫。

6）預(yù)置組卷策略：對于一些常見的考試組卷，可以預(yù)置一些常用的組卷策略，教師組卷時可以選擇現(xiàn)成的組卷策略，無需重復(fù)輸入復(fù)雜的參數(shù)便可組卷。

7）用戶授權(quán)：只有經(jīng)過授權(quán)的用戶才能查詢試題或組卷。

3.6 系統(tǒng)工具

系統(tǒng)工具：注冊管理、系統(tǒng)設(shè)置、專家確認等功能。

4 組卷策略

在題庫系統(tǒng)建設(shè)中，試題質(zhì)量控制與參數(shù)設(shè)置、組卷策略是最重要的兩個環(huán)節(jié);題庫建成后，我們需要輸入一些查詢參數(shù)，系統(tǒng)將根據(jù)這些參數(shù)抽出最適合要求的試題，組成能夠?qū)嶋H使用的試卷，定義這種查詢參數(shù)以及對這些參數(shù)進行變換算法，我們稱之為組卷策略。組卷策略的實質(zhì)是將直觀明了的組卷參數(shù)變換成計算機能夠直接操作的試題屬性項，然后根據(jù)這些屬性項，在題庫中抽取試題組成試卷。因此，完整的組卷策略應(yīng)該由三部份組成：試題屬性項定義、組卷參數(shù)的定義、變換算法的說明。根據(jù)組卷方式和評價的類型不同，我們可以將組卷策略劃分三大類型：智能組卷、相對評價組卷、絕對評價組卷。其中智能組卷只需要設(shè)置試卷的一些整體屬性參數(shù)和題型結(jié)構(gòu)參數(shù)，便可以組出一份滿意的試卷，它對題目的知識點難度分布沒有特殊要求，只設(shè)平均難度和平均區(qū)分度參數(shù)，參數(shù)設(shè)置簡單直觀。下面我將對智能組卷策略作簡要說明。

4.1 組卷步驟

組卷步驟為：

1）設(shè)置總體參數(shù)：試卷標題、考試時間、總題數(shù)、滿分值、曝光時間、考察的知識點、平均難度、平均區(qū)分度。

2）設(shè)置題型比例表：檢查約束條件，生成最終組卷參數(shù)原型表，表的格式見表1：

有(n)種題型。

3）題型與知識點分布對應(yīng)：根據(jù)題型比例表，計算某知識點某類題型所出的試題數(shù)，并預(yù)寫最終組卷參數(shù)表(填寫參數(shù)表的知識點列)。

變換公式為：題型比例表某知識點某類題型所出的試題數(shù)=題型比例表某類題型的試題數(shù)DIV(整除) 該類題型的考察的知識點數(shù)+Random (題型比例表某類題型的試題數(shù)MOD(取余) 該類題型的考察的知識點數(shù))

4）試卷難度比例的分配：在平均難度計算模式表中隨機取一模式值，得出這份試卷的試題的難度比例，將此難度比例變換成最終組卷參數(shù)表中的難度級別參數(shù)。.變換算法如下所示（用類PASCAL語言描述）：

變量說明：

n：難度的等級數(shù)，這里為5； Nn：表示各難度級別的比例值，n的取值范圍是1～難度的等級數(shù)；m：題型比例表中試題的題型數(shù)；m的取值范圍為1～題型比例表中試題的題型數(shù)； Mm：某一類題型；num：某類題型所占的題數(shù)；j、tmp：中間變量。

算法說明：

J=m

SORT Mn(num)(將題型按題數(shù)多少從多到少排列)

While j>0 do

BEGIN

IF num>n THEN

IF Nn>Sn THEN Extract(n， Sri)(此類題型抽n道題，第n道題的難度比例為Sn(Sn為題型分數(shù)比)，若Nn

Nn=Nn-Sn

num=num-n

Else

WriteLeftMn(num)（將此題型記錄在剩余試題表中）

SortLeft Mn(num) （并按剩余試題的多少從多到少排列）

End if

SortMn(num)（將題型按題數(shù)多少從多到少排列）

j=j-1

END

HandleRemainitem(num)(按比例分配剩余的試題)

5）試卷區(qū)分度比例的分配：在平均區(qū)分度計算機模式表中隨機取一模式值，得出這份試卷的試題的區(qū)分度比例，并將此區(qū)分度比例變換成最終組卷參數(shù)表中的區(qū)分度級別參數(shù)，由于在組卷時，區(qū)分度參數(shù)與其它參數(shù)(如難度，知識點等等)無很強關(guān)聯(lián)關(guān)系，故采用與平均難度類似的隨機比例分配的形式。

6）形成最終抽題的組卷參數(shù)表：通過以上幾步變換步驟，形成最終的組卷參數(shù)表，如表2所示，最終抽取試題的組卷條件都是通過該表生成。

在實際組卷時，每道試題選取的條件為：

曝光時間參數(shù)：曝光時間<定義的曝光時間

試題編號參數(shù)：試題編號>已出的試題編號

抽取時的最終條件為：最終組卷參數(shù)表中的每一項(表與表中的每一項為與的關(guān)系，不包括試趣編號) AND 曝光時間<定義的曝光時間 AND試題編號<>已抽出的試題編號。

若某個條件抽出的試題數(shù)大于1道，則從抽出的試題中隨機取1道，若抽不出試題，則順次取消的控制條件為：曝光時間、認知分類、區(qū)分度；若仍抽不出試題，則難度進行最小程度的變化（變一級）、若還抽不出試題，則在考察的知識點中抽隨機抽知識點值。

4.2 框圖

框圖如圖2所示。

5 結(jié)束語

隨著遠程教育的迅速發(fā)展，智能網(wǎng)絡(luò)題庫的建立將把遠程教育推進到一個更高的水平。基于Internet的網(wǎng)絡(luò)題庫具有非常廣闊的應(yīng)用前景，和人工智能相結(jié)合將是它未來的發(fā)展方向。

參考文獻：

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