信號與系統課程試卷生成系統的設計

彭宏 許建東 吳濤

摘要 針對信號與系統課程試題量大、公式圖形多等特點，對試卷生成系統進行分析，對試題數據庫進行設計。采用VS2005和SQL 2005進行軟件開發，實現試題管理、自動組卷等功能，在教學實踐中獲得良好的應用。

關鍵詞 試卷生成系統；試題庫；SQL；Word控件

中圖分類號：TP315文獻標識碼：B文章編號：1671-489X(2012)12-0103-03

Design of Signals and Systems Paper Generation System//Peng Hong, Xu Jiandong, Wu Tao

Abstract Because the course Signals and systems has large amount of exercises, which including lots of formula and figures, this paper analyzes the paper generation system, designs the database of examination questions, develops the software based on visual studio 2005 and SQL 2005, achieves the functions of items management and automatic paper generation system, and has good applications in teaching practice.

Key words paper generation system; test database; SQL; word widget

Authors address College of Information Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou, China 310023

1 引言

在課程建設中，考試是其中的一個重要的環節。“信號與系統”課程理論性較強，公式圖形多，習題量大。為更好地適應量大面廣的基礎課程的考試評價方式的改革，建立“統考”“多題選做”“考教分離”等多種考試方法是非常有必要的。“考教分離”制度，即“統一出題、統一批改、統一評分”，將會對提高教學質量、改進學風教風有明顯的促進作用[1]。

試題庫的建設是實現“考教分離”的基礎，試卷的質量決定了能否準確地反映學生的學習情況，能否對教和學的質量進行客觀公正的評價。

建立一套通用、成熟的試題庫，利用計算機作為輔助手段來改革課程的出卷方式，可以更加科學、統一、合理、客觀地對教和學雙方進行評估，提高教師工作效率，為課程實現更高的教學質量創造條件[2-5]。

2 系統需求分析

本系統應該具有下面一些特色。

1）具有較好的通用性。本試題庫適合作為高等學校信息與系統課程的配套教學資源，為檢測課程教學效果提供一個有效的教學評價系統，為從事課程教學教師提供一套組卷系統，從而減輕教師負擔。

2）具有豐富的題型，形式多樣。試題庫的設計充分考慮了課程的特點，題庫中包括該課程所有知識模塊，包括各類題型，各種難度等級，既可直接選用題庫中試卷，也可實現按不同難度進行組卷。

3）具有良好的開放性，便于題庫的擴充、更新。作為一個教學評價系統應該具有一個開放環境，便于不同的使用對象根據自身的特點對系統進行修改適配，以滿足自身的使用需求。

由以上的系統需求可知：“信號與系統”課程的習題量很大，并且習題中包含有大量的公式、圖形，因此直接將試題存入數據庫的想法不可取。本系統對習題做了一個統一化處理，將每個習題存儲在一個Word文件中，而在數據庫中則存儲Word文件所對應的位置。此外，本系統功能上十分豐富，包括記錄各類題型，各種難度，題目的章節來源，以便實現合理、成熟的組卷功能。根據教學的需求，多數教師更希望能夠在得到試卷的同時，能夠生成相應的答案文檔，為以后的閱卷提供便利，本系統也將提供這個方便的功能。

3 系統軟件設計

本系統通過Visual studio2005軟件開發套件結合數據庫開發工具SQL2005實現。Visual studio2005與SQL2005都是微軟旗下穩定、成熟的軟件開發工具。Visual studio2005可以實現美觀、大方的系統界面，同時SQL2005提供穩定、可靠的數據存儲、查詢。軟件界面層與數據層通過ADO數據庫連接方式連接。

3.1 總體軟件設計流程

系統的設計流程包括兩大方面：數據走向的流程設計和系統界面的流程設計。

本系統的數據流包括：1）試題庫管理中添加、修改、刪除試題帶來的數據流；2）試卷組卷過程中的參數的數據流。首先，軟件界面層通過可視化控件接受用戶的數據流；然后，通過將數據流賦值在SQL語句中，將其傳遞到數據存儲層；最終通過SQL語句將數據流的改變傳遞到數據庫，對數據作實質性修改。

本系統的界面流程包括：1）用戶登錄界面，用于用戶登錄驗證，保證試卷生成系統的保密性；2）用戶主界面，包括試題庫管理、組卷模式和數據管理等試卷生成系統的主要功能；3）各個組件功能子界面，是為了更加方便、快捷地完成組件功能而設計的。試卷生成系統的軟件界面層設計圖如圖1所示。

軟件的主界面由數據管理、試題管理、試卷生成所組成，并且包含了各個試題的詳細信息。系統主界面如圖2所示。

3.2 數據庫設計

任何組卷系統都是根據用戶輸入的組卷參數進行試卷的組合的，因此，實現數據庫中的存儲與組卷的過程，建立有效鏈接是實現組卷功能的關鍵。本系統將對每一條存儲記錄的存儲鍵值設置存儲檢索值，以便組卷檢索工作。因此，整套試卷生成系統本質上是基于數據的存儲以及數據的查詢實現的。組卷過程中的關鍵工作就是對用戶提出的數據鍵值進行查詢。需要建立有效、簡單的數據庫索引。

本系統的數據庫主要涉及幾張關鍵表的設計。本系統中包含的表的數量可根據不同專業所需的不同題型進行變化，包括：一張用戶賬號以及密碼表；一張用于保存試卷及對應答案的信息表；n張題型表（n為題型種類的數量）。

1）用戶賬號及密碼表如圖3所示。這個表用以保存本系統的用戶信息。表中的屬性表示：name表示用戶名；password表示用戶密碼；userright表示用戶權限。

2）各類題型信息表如圖4所示。這個表用來保存每一道試題所存儲的信息。表中的屬性表示：tno表示題目序號；tigan表示題目文件所在路徑；answer表示題目答案文件所在路徑；score表示試題所占分值；difficulty表示試題難度；zhangjie表示試題所在章節；note表示試題的簡介。

3）保存試卷及答案信息表如圖5所示。這個表保存每一份試卷中各個試題信息。表中的各個屬性表示：tno表示的是試題的序號；timu表示的是試題所在路徑；tixing表示的是該試題屬于哪種題型；number表示的是試題的數量；answer表示的是試題答案所在路徑。

3.3 系統組卷模式

本試卷生成系統提供了兩種組卷方式，以便滿足不同用戶的組卷需求。

1）自動組卷模式。此組卷模式下，用戶可以選擇特定的題型組合，再輸入題型數量、題型難度、題型所在章節區域即可完成組卷工作。這種模式下的優點：簡單、快捷，用戶只需要進行少量的選擇工作，就能快速地得到一份與需求相對應的試卷。缺點：查詢參數只能提供難度、章節所在區域，因此對于不同知識點的試題的均衡選擇難以保證。

2）手動組卷模式。此組卷模式下，用戶對于每一道試題都能做到準確的控制。用戶首先確定每種題型的數量，然后可以分別以章節、難度、試題號進行查詢，同時界面層通過使用Word控件來顯示對應章節、難度、試題號的具體試題，用戶查看試題之后再判斷是否將其添加到試題庫。這種模式下的優點：能夠使用戶對組卷過程中的試題選擇進行最大化的控制，試卷所選擇的試題會是用戶所希望的，試卷的知識點分布將更加平衡。缺點：需要為每一道題目選擇，工作量比較大。

4 結束語

在各個教育階段中，考試作為評價教師及學生的一種重要手段而備受重視。同時課程理論性較強，公式圖形多、習題量大的課程對于試卷的要求更加苛刻，教師在實現教育工作的同時，往往對教學中所需要的大量試卷的組卷工作感到吃力。本系統已投入實際教學應用，通過試卷生成系統不僅減輕了教師的工作壓力，而且試題的生成更加科學和全面，對相關課程也具有很大的參考意義。

參考文獻

[1]黃英.試題庫系統中隨機抽題算法的設計與實現[J].現代計算機,2010(3):198-200.

[2]劉全,全捷.通用試題庫管理系統的研制[J].荊州師范學院學報:自然科學版,2001,24(2):60-63.

[3]池撫新.計算機隨機抽題組卷算法與應用[J].撫順石油學院學報,1999,19(2):45-47.

[4]陳先來,劉莉,周宇葵.試題庫是提高高校教學質量的重要環節[J].中國醫學教育技術,2004,18(5):280-282.

[5]郭蘭英,梁波,孫朝云.高校課程考試自動組卷算法的研究設計[J].現代電子技術,2009(16):86-88.