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网络题库系统的设计与实现

余胜泉,何克抗

etc.edu./academist/ysq/-tk.

(北京师范大学现代教育技术研究所,100875)

【内容简介】本文简要介绍了网络题库的特点,并阐述了一个基于WEB的题库系统的体系结构,基本功能,组卷算法及它的发展方向.

【关 键 词】网络题库,联机考试,基于WEB的题库,组卷算法

一、前言

题库(ITEMBANK)是"按照一定的教育测量理论,在计算机系统中实现的某个学科题目的集合",它是严格遵循教育测量理论,在精确的数学模型基础上建立起来教育测量工具[2].

建立题库是一个复杂的系统工程,首先要建立系统的数学模型,然后确定试题的属性指标以及试题的组成结构,再组织大批量的优秀学科教师编写试题,为了保证这些试题的科学性和有效性,还要组织大量的被试样本,进行抽样测试,对试题参数标注的有效性进行校正,一个相对完整的基于经典测量理论的题库系统,需要成千上万道试题,编写和测试这些试题的工作量是无比巨大的,是一般单位所不能承担的.在国家有关项目的支持下,我们国家陆续建立了一系列实用的题库系统,如高等教育基础学科系列题库,劳动部职业技能鉴定题库,国家医学水平考试题库,基础教育系列题库等.这些系统,有的由国家机关控制,有的作为商品出售,产生了巨大的经济与社会效益.但随着这些系统的运行,也出现了很多的的问题,首先是封闭运行,缺乏开放性.由于题库是一个精密的测量工具,其维护,管理,更新,数据统计与分析都是由专业人士来进行的,故基本上都是由某一重要的大机关封闭运行,其它普通的中小单位,无法支付庞大的购买和维护费用,很难有机会使用,这样,国家投入大量资金建立的权威性题库,只局限于某些权威单位使用,不能得到广泛的普及,无法真正在教学过程中发挥其应有的作用.另外,封闭运行无法得到广泛的使用和参与,对于题库的修订和校正缺乏数据基础,使得提高整个题库数据质量较为困难.其次,重视组卷功能,轻视教育测量功能.题库作为一个教育测量工具,它不仅仅是只有试题管理和组卷的功能,它更重要的功能是收集测试数据,并对这些测试数据进行统计与分析,发现题库中所存在的问题,发现教师教学过程中的问题,发现学生学习过程中的问题.这些问题都隐藏在考试分数的后面,题库系统应该通过分析考试数据,发掘信息,提供给教师以更多的教学过程信息.

随着Inter的出现和广泛使用,WEB使得实现广泛的网络共享,集中的安全控制和友好的使用界面达到了完美的统一.这为解决题库系统运行中存在的一些问题提供了新的可能.目前,我们在已有开发单机题库系统的基础上,成功地开发了一个基于WEB的通用题库系统,该系统在一个WEB站点上运行,通过浏览器访问,它提供了传统单机题库系统不具备的一些特点:

集中管理,共享使用:由于题库对试题的质量要求较高,一般试题的增,删,改都是通过专家确认后进行的,分散运行的题库,一般都无法保持一个专家群体,故一般题库无法更新,通过任课教师的自主修订,容易导致题库总体质量下降,故一般题库都是由统一的权威机构来进行维护和管理.但题库同时要具备广泛的使用才真正具有价值.对于单机题库来说,这是一对不可调和的矛盾,基于WEB的题库则可以达到完美的统一.由权威机构建立一个WEB站点,统一管理和控制试题库,经过授权的用户,可以通过浏览器自由使用,包括组卷,测试,评价等等.

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开放使用:广泛征集试题和测试样本,用户只要通过浏览器连上网络,便可方便使用题库包括提交试题,参加测试等.通过网络来征集试题和组织抽样测试,可以大大减轻建立题库的成本,缩短建立题库的时间,提高题库的运行质量.

集中存储测试数据:通过网络运行题库,进行联机测试和评价,可以集中保存测试数据,通过数据挖掘,统计与分析,要以校正试题参数的估值错误,剔除不良试题,保证试题质量.

提供联机考试,个人自测,联机评卷等多项功能,使利无纸化考试成为可能.个人自测功能,可以让学生根据自己的学习特点,进行有针对性的辅导与练习.

提供强大的统计与分析功能,揭示全方位的教学过程信息,帮助教师发现教学过程中的问题.

简单易用:用户只要通过浏览器,连上网络,便可在图形用户界面的引导下,轻松使用,无需复杂的配置,安装和管理,大大降低了对题库使用者的技术要求.

二、基本结构与功能

本题库软件体系结构采用浏览器/服务器(B/S)网络计算模式,采用三层体系结构,即包括数据库系统,应用服务器,客户浏览器三部分.其结构示意图如图1所示:

数据库服务器端采用的是大型商业数据库系统(SQLServer),这有利于提高大批量数据(如用户计费数据)的吞吐时间,使整个系统管理规范化,数据的完整性,安全性得到保障.

应用服务器端采用可扩展的通用组件对象模型计算模式(COM),采用分模块层次结构,多模块分立,允许系统的分布式并行处理提高系统的工作效率.各功能模块之间通过TCP/IP,HTTP,RMI等多种协议进行消息和数据交换.

用户运行环境为标准的中文浏览器环境(Netscape4.0或以上版本或IE4.0或以上版本,不需要特殊的插件),硬件环境不限,包括PC机,手持式电脑,电视机顶置盒和网络电脑等,只要能够运行基本的浏览器软件就可以.

该系统目前提供的功能有:

1.考试

远程考试组卷:教师通过在浏览器中输入相应的组卷参数(主要参数有:试卷标题,考试时间,总题数,满分值,曝光时间,考察的知识点,平均难度,平均区分度,题型结构等),系统自动组出一份符合要求的试卷及其标准答案,试卷以两种方式呈现:一种是以HTML的方式,将一份试卷形成一个HTML文件显示,在这种方式下,教师可通过查询的方式在线修改试题,若想使用组卷结果,直接打印或者另存为HTML文件,一种是RTF文件的方式,自动形成的试卷以RTF文件的方式打包,供教师下载使用.组成满意的试卷后,可以存成正式的考卷,供学生考试用.

个人组卷:学生可以针对自己学习特点,输入组卷参数(参数项与教师组卷不同),形成针对性的练习试卷,可以打印,或另存为HTML文件.

远程联机考试:学生选择组好,并指定要考试的试卷,调出该试卷,系统在浏览器中以HTML的方式呈现该试卷,并通过表单来输入试卷答案,学生提交答卷后,系统将学生答案存入学生档案之中,教师在阅卷时,可以调出学生的答卷记录进行批阅.

选择已经组出的试卷,进行联机考试,提交所做的试卷后,系统将自动保存学生的做题答案,并转给教师批改.

远程联机阅卷:教师通过网络批改学生考过的试卷.教师登录后,选择要批阅的试卷,再选择参加考试的学生,调出该学生的考卷及答案,客观题由系统自动判别,非客观题由教师判定给分,教师确认提交后,判卷信息便存入学生的档案之中.

考试结果查询:学生登录后,选择自己考过的试卷,便可调出该试卷,显示出该试卷的内容,标准答案,学生的答卷记录,教师的评分情况等.

2.统计与分析

统计分析的项目可以大致分为四类:

1.试卷统计属性:包括试卷的信度,效度,平均难度,考生群体的最高分,最低分,各个分数段的积累人数,平均分,标准差,各个考生的原始分数和经过转换

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