網絡遠程教育試題庫系統設計與實現

鄭婉薇

(香港耀中幼教學院， 香港 999077)

0 引言

隨著互聯網技術的發展，網絡遠程教育實現了多地、多點的現代化教學方式。當前，大多試題庫系統還不成熟，不適應網絡遠程教育的考核要求。網絡遠程教育受眾群體龐大，尤其是一些公共課程，學科考試有成千上萬名在線考生，為考試部門帶來了諸多壓力和困難，教師出卷、審閱和成績分析等工作量巨大。因此，本文針對網絡遠程教育設計了一種試題庫系統，出題部門只需要了解學生課程知識，不用詳知試題庫體系結構，通過教師組卷設定，便可完成自行出題，能有效減輕遠程教育考試壓力。

1 總體設計

1.1 架構及流程設計

根據網絡遠程教育地域分布較廣的問題，為保證系統的安全性、穩定性、靈活性和擴展性，本系統采用HTTP、TCP/IP等標準傳輸協議，多層分布式結構，如圖1所示。

該系統利用Web結構設計，用戶可通過瀏覽器訪問Web服務器，調用試題數據庫中的考試相關模塊。用戶通過考試題目或相關測試，將答題結果反饋至數據庫服務器中。

圖1 系統架構

教師、學校領導或學科組長可通過客戶端登錄該系統，按照權限的不同對試題庫中的試題進行操作，如出卷、組卷、試題修改刪除和試題錄入等。系統流程,如圖2所示。

1.2 功能設計

通過對網絡遠程教育考試業務流程和系統結構分析后，設計系統主要功能模塊，如圖3所示。

包括題庫共享模塊、試卷管理模塊、試題管理模塊、課程管理模塊和系統管理模塊五大模塊。

圖2 系統基本流程圖

圖3 系統功能結構

其中，題庫共享模塊可實現套卷、試題、知識結構的導入和導出；試卷管理模塊可按照教師的試卷樣板或組卷條件(難易程度)，自動(或人工)生成教師需要的試卷，并以Word形式輸出，方便教師編輯；試題管理模塊只對教師和系統管理員開放，根據網絡遠程教育課程的難易程度、知識結構和章節要點等進行試題分類，為用戶提供自我測試試題；課程管理模塊只針對系統管理員用戶開放，根據遠程教育課程進行信息的刪除、修改和添加。由此，學科教師可生成自身所需的試題。課程信息包括卷號、知識點重復性、試卷分數、難易程度、單元知識點結構、試題數量和題目等。

1.3 通信設計

該系統采用面向對象的、無狀態的HTTP協議建立服務器與客戶端之間的通訊，采用數據服務器-Web服務器-瀏覽器結構建立Web數據庫的訪問體系。通過Internet實現各組成部分的物理連接，并遵循HTTP協議，用戶登錄客戶端瀏覽器后，向服務器發送請求并建立連接，實現網絡環境下對試題數據庫的訪問,如圖4所示。

圖4 系統通信設計

2 關鍵功能實現

2.1 登錄功能實現

網絡遠程教育試題庫安全性是系統能夠正常運行的保障，登錄模塊設計中要對用戶信息和權限進行驗證，按照權限級別分配不同的功能模塊。比如，普通用戶不能對試題進行操作，只能查看試題；教師用戶不能對課程進行管理。登錄模塊實現流程,如圖5所示。

圖5 登錄功能實現流程圖

2.2 組卷方案管理功能

組卷方案管理功能是該系統的核心功能，能夠按照不同需求自動生成試卷。其中，組卷方案的難度設定是該功能需要重點設計和實現的。組卷方案管理包括兩個功能，即隨機組卷和按照試題難度組卷，下面根據這兩個功能分別闡述其實現過程。

(1) 隨機組卷

按照教師設定好的組卷策略，系統會選定相關的試題參數，如知識點、章節、題型以及難度，按照教師設定條件從試題數據庫中篩選出符合條件的試題組成試卷。該過程通過系統隨機、自動完成，隨機組卷增加了組卷成功率、選題自由度和靈活性。隨機組卷實現流程,如圖6所示。

圖6 隨機組卷功能實現流程

(2) 根據難度組卷

學生可按照自身能力水平和學習特點，選擇考試試題的難度，系統根據學生輸入的條件隨機抽取試題庫中對應難度的試題，生成試卷。這個過程中設計到兩個程序的實現，即難度控制程序和根據難度生成試卷程序。

難度控制程序，首先根據輸入條件計算平均難度值，按照難度值計算難題百分比，從試題庫中抽取試題并判斷是否達到調整總量，完成難度控制，實現流程,如圖7所示。

圖7 難度控制程序實現流程

根據難度生成試卷程序，首先取出試題數據庫中具有最大難度值的試題數，并按照難度值大小進行排序，難度從低到高中隨機抽取一個題目后判斷選題是否重復，如果有相應的一類選題，提取中間2個最優先進行選題，直至滿足試卷題目數量為止，生成試卷。該程序實現流程,如圖8所示。

圖8 根據難度生成試卷程序實現流程

部分實現代碼如下。

if icount mod 2=0 then //雙數，先提取中間2個最優先

begin

arrjia[1]∶=trunc(icount/2);

arrjia[2]∶=arrjia[1]+1;

p∶=3;

for i∶=1 to arrjia[1]-1 do //循環次數為第一個值-1，遞次向左右兩邊

begin

arrjia[p]∶=arrjia[1]-i;

p∶=p+1;

arrjia[p]∶=arrjia[2]+i;

p∶=p+1;

end;

3 系統應用測試

對于網絡遠程教育試題庫系統來說，性能測試是測試的關鍵，考察在多用戶、多地采用該系統進行組卷方案管理，系統響應時間、用戶并發數是否滿足實際需求。考慮到遠程教育針對不同地區通信技術發展水平，采用10 Mbps和100 Mbps帶寬方式進行測試，考察0-5秒響應時間下，系統并發用戶數量的最大值，以此反映該試題庫系統的多節點運行能力。測試結果,如圖9、圖10所示。

圖9 10 M帶寬條件下的測試結果

圖10 100 M帶寬條件下的測試結果

由此看出，帶寬10 M條件下，響應時長在5秒時系統運行最大并發用戶數量為50，100 M條件下為60。也就是說，該系統能夠滿足至少50個節點用戶同時進行出題和組卷，能夠滿足網絡遠程教育的考試需求。

4 總結

本文針對網絡遠程教育學生群體龐大導致的考試出題工作量大的問題，設計了遠程教育試題庫系統，該系統能夠完成常規的試題管理功能外，還實現了按照隨機情況和難易度條件自動調用試題數據庫數據而自動生成試卷的功能，極大程度減輕了遠程教育考試部門的工作壓力，也成為該系統的最大創新點。