基于網絡環境的題庫系統優化研究

黃靜 趙潔 閆薇

(東北農業大學，黑龍江哈爾濱150030)

基于網絡環境的題庫系統優化研究

黃靜 趙潔 閆薇

(東北農業大學，黑龍江哈爾濱150030)

題庫系統是重要的現代教學工具，針對當前單機版題庫系統的缺陷，引入了基于網絡環境的題庫系統優化思路，并重點設計了包括試題優化、結構優化、權限控制和系統優化在內的四維一體化優化方案，旨在為題庫系統的優化設計與動態管理提供參考。

題庫系統;優化;網絡環境

本文著重從題庫試題優化、結構優化、權限控制和系統優化四個方面介紹題庫系統的優化，以此提高題庫系統的實用價值。

一、試題優化

題庫是按照一定的教育測量理論，利用計算機技術在計算機系統中實現的某個學科題目的集合，并在精確的數學模型基礎上建立起來的教育測量工具。在優化題庫試題時應遵循一定的原則:從形式上看，試題應保證題目無歧義且答案明確;就內容而言，試題應符合《考試大綱》對試題深度和廣度的要求;以效用的角度分析，試題的難度和區分度應是準確可信的;另外，其他優化準則用戶可根據課程實際情況進行調整。針對優化的基本原則，網絡版題庫試題優化主要側重于三方面內容。

1．根據《考試大綱》優化題庫試題

《考試大綱》每經過一段時間都會進行一些變動，如增加考試內容、修改知識點的掌握程度(掌握程度一般分為:熟悉、理解和了解)，應及時根據新大綱優化試題庫。

2．更新試題的難度和區分度

難度是反映試題難易程度的重要指標，通常用考生在該題上的得分率P表示，取值范圍在0到1之間。區分度是指試題對不同水平的考生加以區分或鑒別的能力，區分度通常用全體考生在該題上的得分與試卷總分之間的相關系數R表示，－1＜R＜1［3］。難度和區分度是抽題、組卷過程中的重要參考指標，每次考試后，應用統計分析模塊對每道試題的難度和區分度進行計算，并更新它們的值，這樣也達到了優化試題的目的。另外，根據難度系數和區分度還可以刪除一些試題，難度值為0或1(所有考生都不會做的試題難度值用0表示，所有考生都會做的試題難度值用1表示)的試題，還有區分度小于0的試題，都屬于不合格試題，是沒有考查價值的，所以應該及時刪除。

3．根據用戶反饋的信息對試題進行相應的變動

通過用戶反饋可以發現更多的試題漏洞或錯誤，這是通過考試得出的有價值的優化信息。

網絡版題庫試題優化示意圖

有權限的用戶可以根據《教學大綱》、試題難度與區分度、用戶反饋等可變信息對題庫中的試題進行改進，這是網絡平臺下題庫系統的優勢，題庫中的試題將得到及時的更新與優化，如圖所示。

二、結構優化

網絡版題庫系統的目的就是通過網絡使試題資源得到全面的共享，而當一個題庫系統投入使用后，常常會出現這樣一種情況:該題庫系統只適用于某一類考生，這種局限性影響了題庫系統的適用范圍和效用。通過調查發現，不同的考查對象具有不同的教材、《考試大綱》以及考查重點等，這就要求網絡版題庫系統能根據不同考查對象來選擇與之相對應的試題參數，使之切實有效地服務于更多的考查目的。在傳統題庫系統設計的基礎上，通過結構調整，在試題存儲的設計上做出改進，可以滿足以上需求，其優化方案時具體分兩步進行。

1．對錄入題庫的試題進行編號

考慮到不同的學校選用的教材多種多樣，在試題編號過程中將課程內容劃分為知識塊和知識點兩個部分，應用知識塊和知識點為每道試題編號，這樣就不用拘泥于各個教材中章節的限制，可以為所有的考查對象所用。不同的學校考試前，由教師根據課程的具體特點和《教學大綱》安排選擇重要的知識單元、試題類型等參數，對試題庫中的試題進行抽取后，自動生成試卷。其中知識塊的編碼由標題前四位(或少于四位)拼音首字母的大寫形式表示，知識點的編碼由標題前四位(或少于四位)拼音首字母的小寫形式表示，題號直接用數字表示即可，將大寫字母、小寫字母和數字連接構成的字符串就是一道試題的編號。以《Visual Basic程序設計》為例，知識塊“面向對象編程”的“控件”知識點中的第五道試題，我們可將其編號為:MXDXkj5。

2．利用冗余字段優化試題結構

經過調查發現，大多數的題庫采用一個數據表對試題及其描述信息進行存儲，本文則認為應當將試題描述信息和試題分開存儲，再通過“試題編號”字段將兩個表關聯起來。試題表(如表1)只負責記錄試題的題目內容和答案，該表中的“試題編號”是對不同的試題加以區分;描述信息表(如表2)中記錄的是反映試題難易程度、區分度等參數信息，該表中的“試題編號”與試題表中的“試題編號”一一對應。這種描述信息和試題分開存儲的模式，對于個性化試題來說看不出優點所在，但對于試題庫中的公用試題，它們可以用于考查不同的對象，且根據考查對象不同設定試題的難度、區分度等參數。這時，在描述信息表中我們用多條記錄進行存儲，這幾條記錄有相同的“試題編號”，這樣在試題表中指定的是同一道試題，其他參數可以根據《考試大綱》的要求進行個性化設定。對試題進行編號和冗余字段的利用有效調整了試題存儲結構，并從根本上解決了題庫系統可以服務于所有考查對象的難點。

表1 試題(ST)表

表2 描述信息(MSXX)表

三、權限控制

網絡版題庫系統是一個多用戶、權限分配復雜的系統，采用基于角色的訪問控制方法，引入角色(作為中間件)——分別與用戶和權限形成多對多的關系，實現了用戶和權限的邏輯分離，使題庫系統的用戶管理分級化。用戶管理功能是對使用網絡試題庫的用戶進行登記造冊、密碼口令驗證、用戶身份識別等一系列安全管理活動。根據系統的使用情況，將用戶角色分成三類:管理員用戶(系統的管理者)、教師用戶(系統的使用者和部分功能的管理者)和學生用戶(系統的使用者)三類。角色的劃分簡化了權限的管理，用戶被分配角色的同時獲得相應的權限，當某個用戶權限發生變化時，可以通過指派另一角色來實現權限的變更;當某類用戶的職能有變動時，直接對該類用戶的角色進行重新授權即可。

本系統在設計中將教師角色劃分為“專題主管教師”和“普通教師”兩個子角色。以某高校《Visual Basic程序設計》為例，專題主管教師是該校VB題庫的負責人，可以對試題庫中的試題進行添加、修改、刪除操作，而其他普通VB教師只有提供修改意見的權力，由主管教師統一進行審核及更新，這種設計有效地避免了沖突的發生。當然，普通教師也可以應用本系統進行個性化考核(如章節測驗、期中測試等)，所以我們為每個普通教師用戶建立了個人數據庫，普通教師可直接把題庫系統中的試題導入其個人數據庫，再進行相應的更改。這樣既方便了普通教師靈活使用試題庫，又不會破壞題庫系統中的原始數據。

四、性能優化

網絡版題庫系統是基于“客戶機、網絡系統服務器、數據庫服務器”三層結構的系統，瀏覽器端通過網絡對服務器端數據提出請求，服務器接收請求后做出相應的響應，再回傳到瀏覽器端，即瀏覽器通過WEB服務器與數據庫進行交互。對數據庫來說，當一個用戶退出一個頁面又重新請求該頁面時，需要兩次訪問數據庫，當多個用戶同時請求操作數據庫中的數據時，數據庫將被頻繁訪問，這勢必降低系統的反應速度和用戶的訪問效率，影響系統的性能。緩存的設立可以大幅提高系統的訪問效率，減少對數據庫的頻繁訪問，通過設立緩存的方法對系統性能進行優化。在瀏覽器和服務器之間設立緩存，當瀏覽器端用戶請求訪問數據時，服務器首先檢查緩存中是否存在該請求的數據，如果存在，則直接將數據回傳給瀏覽器端;如果不存在，則向數據庫發出數據訪問請求，回傳數據的同時將數據存入緩存中。當緩存中的數據已滿，并有新的數據請求時，可采用最近最少使用近似的算法，將緩存中長時間沒有使用的數據替換掉。這種優化方法避免了對數據庫的重復訪問，減輕了數據庫的壓力，有效地提高了題庫系統的性能。

五、結論

本文提出了在網絡環境下對題庫系統的優化方案。優化題庫中的試題時，主要以《教學大綱》、試題難度與區分度、用戶反饋等可變信息為依據，令試題更具考核價值;在結構調整方面，通過設計試題編號和改變試題存儲結構實現題庫結構的優化;在權限控制方面，采用基于角色的訪問控制方法并實行角色細化，避免了沖突;在性能優化方面，通過設立緩存的方法減少了對數據庫的訪問次數，優化了系統的性能。本文的研究可為高校題庫系統的動態優化提供重要的理論方法支持。

［1］教育部現代遠程教育資源建設委員會．現代遠程教育資源建設技術規范［M］．北京:北京師范大學，2000:10－11．

［2］鄧國慶．談標準化試題庫建設［J］．石油教育，2008 (4):27－28．

［3］余仁勝．綜合利用試題的難度和區分度評價試卷質量［J］．中國考試，1998(5):19－22．

［4］王宏軍，王航宇．基于Web的網絡試題庫系統研究［J］．電子設計工程，2009(7):118－120．

［5］吳繼棟．淺論計算機緩存的工作機制［J］．計算機信息技術，2007(33):413－414．

Research on Optimizing Item Bank System Based on Network

Huang Jing，Zhao Jie，Yan Wei
(Northeast Agricultural University，Harbin Heilongjiang 150030)

Item bank system is an important modern teaching tool．Aiming at the shortcomings of the current stand－alone version，the paper introduces the optimization idea of item bank system based on network，and focuses on the designing of four－dimensional integrated optimization scheme，including test questions optimization，structural optimization，access control and system optimization，in order to provide reference for the optimization design and dynamic management of item bank system．

item bank system，optimization，network

G642.474

A

1672-3805(2012)02-0058-03

2011－10－10

黃靜(1981－)，女，黑龍江哈爾濱人，東北農業大學工程學院講師，碩士研究生;研究方向:農業信息化與決策支持系統