基于能力體系和知識體系的試題庫及智能組卷系統的設計與實現

胡強 王鐘箐

摘要：傳統的試題庫基于課程章節或課程知識點建設，隨著教學改革的不斷發展，課程試題及考試應既能反映學生的知識掌握情況，也能反映課程對于學生的能力培養情況。基于這個問題，本課題針對課程培養目標，按照“OBE”的教學理念，對課程的知識點和能力點進行雙重分解，開發設計了一個基于能力體系和知識體系的試題庫及智能組卷系統，并以《房屋建筑學》課程為例，介紹了該系統運行的實際情況。

關鍵詞：能力體系;知識體系;試題庫;智能組卷

中圖分類號：TP391? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）18-0194-03

隨著高校教育教學改革的不斷發展，專業認證的大力推進，“OBE”的教學理念不斷深入人心，課程教學從“傳授知識”向“傳授知識，培養能力”轉變，考試不僅需要檢查學生對課程知識的掌握程度，同時需要檢查學生的能力培養情況。傳統試題庫一般基于課程章節或知識點建設，試題與能力培養目標關系不明確，很難通過考試判斷課程對于學生的能力培養效果，因此，建設一個基于能力體系和知識體系的試題庫及智能組卷系統很有必要。

筆者使用VisualStudio 2015作為程序開發平臺，C#作為程序開發語言，SQLServer 2008作為數據庫平臺，對系統進行了開發。以《房屋建筑學》課程為例，對系統進行了實例應用，建構了課程試題庫，進行了實際組卷應用。

1系統總體設計

1.1功能模塊設計

系統主要功能模塊包括用戶管理模塊、課程管理模塊、智能組卷模塊、試卷分析模塊，總體框架如圖1所示。其中，用戶管理模塊主要進行用戶的授權管理，實現課程獨立設置;課程管理模塊主要實現對于課程知識體系、能力體系、試題庫的管理和建設，并將試題與知識點、能力點進行關聯綁定;智能組卷模塊則根據課程考核的目標要求，按照試題類型、考試目標知識點、考試目標能力點、試卷分數分布等需求等進行相關設定，進行計算機智能組卷，生成標準試卷、標準試卷答卷;試卷分析模塊對試卷進行數據分析，生成制卷分析報告。

1.2系統數據庫設計

根據系統功能模塊的劃分及數據存儲的要求，系統設計構建了相關數據表，主要包括用戶信息表、課程信息表、知識信息表、能力信息表、試題表、試卷表等，其中，最核心的數據表為知識信息表、能力信息表和試題表。

知識信息表與能力信息表分別存儲課程的知識點、能力點。試題表存儲該課程的試題內容，包括試題類型、試題題目與答案、關聯知識點與能力點、試題狀態等。由于每道試題可能考核多個知識點、多個能力點，每個知識點、能力點又可能在不同的試題中得到體現，因此，試題與知識點、能力點之間是N-N的關聯關系，其E-R關系圖如圖2所示。

2模塊功能設計與實現

系統的核心功能模塊是課程管理模塊、智能組卷模塊、制卷分析模塊，這里一一對其進行詳細說明。

2.1課程管理模塊

1）知識點模塊與能力點模塊

在知識點模塊中，依托課程章節結構，按照教學大綱的要求，建立樹形結構的知識體系，將知識點與章節關聯;在能力點模塊中，根據課程教學的能力培養要求，亦建立樹形結構的能力體系。當知識點、能力點與試題建立對應關系后，通過組卷，可以反映試卷的知識點覆蓋情況、能力點考核情況。

筆者依托《房屋建筑學》課程，根據教學大綱對知識點進行了梳理，形成156個知識點，與課程章節相關聯;根據培養能力要求，建立了二級能力體系，形成5個一級能力，10個二級能力。《房屋建筑學》課程對應的知識體系、能力體系編輯界面如圖3、4所示。

2）試題模塊

試題模塊主要完成試題的編輯功能，其編輯界面如圖5所示。通過點擊“編寫試題”按鈕，按照試題類型，調用相應題型的試題編寫程序撰寫試題題干與答案;點擊“選擇知識點”按鈕，選擇試題考核的課程知識點;點擊“選擇能力點”按鈕，選擇試題考核的能力點。試題編輯完成后，將試題存入試題表中，待后期組卷時使用。

2.2智能組卷模塊

智能組卷模塊通過“題型結構”“知識結構”“能力結構”三個選項頁面進行題型與分數設定、考核知識點與數量設定、考核能力點與數量設定。智能組卷的數據設定界面如圖6所示。在試卷結構設定完成后，進行數據校核，檢查可否正常組卷。校核內容包括：

a.各類題型試題可選數量是否足夠;

b.試題總分數與試卷總分數是否相等;

c.考核知識點、能力點是否存在可選試題，可選試題數量是否足夠。

2.3制卷分析模塊

制卷分析模塊對試卷數據進行分析，檢查試卷是否達到制卷設定要求，并生成試卷制卷數據分析報告，分析內容包括題型結構、知識點關聯度、能力點關聯度等。由于試題與知識點、能力點存在N-N關聯性，因此，最終生成試卷考核的知識點和能力點關聯試題數將超過組卷設定的目標數量設定。以《房屋建筑學》課程試卷為例，制卷設定為考核知識點105個、考核能力點20個次，試卷分析報告顯示，試卷實際關聯知識點134個，能力點58個次。

3結論

利用軟件開發工具和數據庫技術，系統實現了對課程知識點和能力點的雙重分解，建立了基于知識體系和能力體系的試題庫，實現了智能組卷、試卷自動生成、制卷數據分析等重要功能。運用此系統生成的試卷進行課程考核，可以明確檢查學生對課程知識的掌握情況，檢查課程教學對于學生能力培養的達成情況。

參考文獻：

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【通聯編輯：聞翔軍】