教育智能软件试卷生成系统设计.pdf

1、教育智能软件试卷生成系统设计摘要：在现代教育教学支撑系统中，高校的教务管理工作在高等教学管理中有着举足轻重的地位和作用。而试卷管理工作是高校教务管理中最为重要的部分，每学期各专业考试，从组织出卷到试卷的印制及试卷的管理等工作非常繁琐且工作量很大，这种组织管理方式不仅工作任务繁重而且试卷的标准化程度、难易程度、题量大小等各方面难以控制，难以形成有效的试题库，为了提高工作效率，使试卷管理逐步走向正规化，自动化试卷生成系统将起到十分重要的作用。关键词：试卷生成系统；自动化试卷中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2008)17-21563-031 引言目前，在教育系统

2、中，试卷生成系统环节存在的问题十分突出。反复的测验和模拟考试都离不开试卷，每次考试为了能出一份难易适中，又能体现对能力和知识点全面考察的试卷，教师需花费相当多的时间和精力。即使如此，也很难保证所出的试卷的科学性、合理性，甚至可能会出现试卷偏难或偏易的现象，达不到预期的考察目标。在这种背景下，一个基于互联网的非接触式、智能型、开放式、跨学科、多层次的通用试卷生成系统应运而生。该系统突破了计算机试卷生成系统的随机性设计构架，充分运用人工智能技术解决了包含选择题、判断题、填空题、组合题、计算题和证明题等多种题型在内的试卷生成系统问题，实现了题目录入、题目管理、试卷管理、试卷分析、手工调整、试卷生成系

3、统和答案生成等环节的全程微机化和网络化，为教师的工作提供了极大的便利；同时它与网络在线考试的无缝连接，也使之成为网络课程不可缺少的一部分。2 系统结构Web 试卷生成系统作为一个教育测量工具，它不仅仅是只有试题管理和试卷生成系统的功能，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。“远程通用试卷生成系统”以网络数据库基础，借助互联网技术组织、实施试卷生成系统过程，利用 ASP 的内置组件，发挥计算机强

4、大的数据处理功能，来实现试卷生成系统的目的。系统实现的目标主要包括：实现系统通用性：试卷生成系统突破了学科的限制，普遍适用于需要大量练习的课程考察频繁的学科。对于任何学科，只要教师事先将所讲授学科的相关试题信息按章节、知识点录入数据库中，在以后的使用中即可一劳永逸的享受到该系统所带来的便利快捷。实现试卷生成系统与手工试卷生成系统相结合：系统根据用户的不同使用目的，定制了试卷生成系统与手工试卷生成系统两种方式供用户选择，以满足不同层次用户的使用需要。综合体现对能力和难度的考察：对于试题库中的试题，事先可依据教育测量中难度和区分度的计算方法求出相应的数值，记录在数据库中，试卷生成系统时，系统会按照

5、用户对能力、难度的总体考察要求对试题库中的题目进行选择，组出符合要求的试卷。多层次性：本系统不仅可以帮助任课教师完成试卷生成系统工作，学生还可以利用该系统，根据自己实际情况组出相应难度的试卷，并通过试卷生成系统的姊妹系统，即在线考试系统进行考核，检查自己的学习情况。3 设计思想开放性：整个试卷生成系统基于互联网技术，采用开放式设计构架，用户只需通过浏览器就可以访问本系统，简化了试卷生成系统的组织和实施。教师可以通过家里或办公室里的计算机上网，登陆系统，生成试卷。学生也可以通过家里、宿舍或学校机房里的计算机上网，生成试卷，答题作业。同样教师可利用远程录入子系统，根据需要自行添加、编辑和修改作业题

6、库中的课程、章次知识点和所有的题目。试卷生成系统的科学性：试卷生成系统中的题目都经过管理员的审核，并且在后台数据库中对每一条题目都依实际测量情况，对不同难度等级（即难、中、易）、不同能力等级（即识记、领会题、简单应用、综合应用）赋以相应的分值；此外系统设有互斥功能，可以避免同一知识点在不同的题型中被重复考察，以保证所生成试卷的科学性和合理性。智能化试卷生成系统：整个系统充分利用人工智能技术，对包括计算题和证明题等在内的各种题型自动试卷生成系统，用户可以根据自身的需要定制试卷生成系统标准，包括难度、能力、题型、分值、章节、知识点的设定。系统将会按照用户的要求进行智能化的处理，生成满足用户需要的试

7、卷。对于所生成的试卷，教师无需分析，同样可以从网上获取一份有关试卷情况的详尽的数据分析报告。试卷生成系统结果的双向处理：经手工或试卷生成系统后，所生成的试卷既可以是 WORD 格式，打印出可供学生考试用；亦可生成一定格式的网络试卷，直接提供给在线考试系统的试卷库，作为网络课程考察成绩的基础，满足教育考试对高质量、个性化试卷的需求。用户的个性化设置：试卷生成系统采用用户注册和登录机制，每个用户使用惟一的用户 id 和密码登录使用本系统。考虑到试卷生成系统的目的不同，系统允许用户在该系统内选择手工或试卷生成系统中的一种进行试卷生成系统，定制并保存自己的试卷。平台无关性：考虑到试卷生成系统后期的升级

8、及跨平台的需要，系统的设计与开发完全基于 ASP 技术，不同的浏览器都可以读取和执行.asp 文件，从而做到了与浏览器的无关。而 ActiveX 控件的使用又使得本系统具有无限的可扩充性。4 技术和功能实现4.1 系统架构4.1.1 用 web 实现用户界面，展现考试结果用户可在客户端交互地进行分析请求。用户对数据的访问请求，最终由显示和输出用户所需的结果。4.1.2 考试结果数据库采用关系数据库实现，一般采用星型模型构建。事实表存放考试分析的目标数据，如试题得分，扣分，学生答案等。维表存放考试分析的分类数据，如学校、专业、时间、错误类型、知识点、难度等。4.2 系统实现4.2.1 数据库的设

9、计数据库的设计是试卷生成系统中及其重要的一部分内容，整个系统建构在以试题为主的数据库上，系统能否成功，关键在于数据库的设计是否合理，是否有较强的伸缩性；是否能够易于维护和扩充。试卷生成系统中所涉及的信息较多，如果将这么多的信息放到同一个数据表中，由于它们之间的性质并不完全相同或者类似，这样势必会造成信息冗余，为此，须将其中联系比较紧密的信息单独存放。4.2.2 系统管理结构为便于对系统进行管理。整个系统的将用户分为两种类型，即普通用户和系统管理员。(1)普通用户普通用户使用系统完成的活动包括：注册；登录；浏览，包括浏览知识点，题型，临时库中的题目，临时试卷库中的试卷；实现试卷生成系统。为防止用

10、户的误操作或恶意破坏，对普通用户进行权限控制，所有操作仅能对临时库中的试题和题目进行修改；用户无权对正式库中的文件进行操作。(2)系统管理员系统管理员享有一切权限，主要负责对系统的管理、维护、对普通用户申请的审批，对用户添加试题的审阅等。4.3 系统功能分析与设计试卷生成系统平台主要由六个功能模块：用户管理模块、课程管理模块、知识点管理模块、题目管理模块、试卷生成系统模块、试卷管理模块组成。整个系统的功能结构图如图 1 所示。其中试卷生成系统模块是试卷生成系统的核心所在。它包括两部分，试卷生成系统是为需要快速完成试卷生成系统过程的用户而准备，用户选定试卷生成系统所覆盖的章节、知识点、以及用户希

11、望采用的题型，对整份试卷的难度、能力和互斥的知识点等参数进行设定，系统将按照用户的需求，采用最久最近未用算法进行试卷的组织，避免所出试卷的雷同性，试卷生成系统结果可以实现手工微调。对于手工试卷生成系统，是为那些想先看到题目的详细信息，再决定是否采用的用户而准备，用户可以根据实际需要选择需要试卷生成系统的章节、知识点以及题型，手工完成试卷生成系统的全过程。两种试卷生成系统方式所生成的试卷均可实现浏览、微调、分析等诸多功能。4.4 系统的技术支持对于通用试卷生成系统中，在分析、设计与实现系统的过程中，结合使用了ASP 技术，配合 Javascript、VBSscript 脚本语言以及 XML 的使

12、用，实现了组件化的系统开发。ASP（Active Server Page）是基于 Microsoft Windows NT 和 MicrosoftInternet Information Server 的开放式脚本开发环境，是新一代的动态网页开发技术，比较容易地实现复杂的 Web 功能。利用 ASP 开发的脚本程序全部运行在服务器端，极大地减少了对客户端的要求，同时也减少了系统后期的维护工作。对于数据库，本身并不能提供 WWW 的直接访问，ASP 采用 ADO（ActiveX DataObject）技术可以访问任何 ODBC 兼容的 WEB 数据库，本系统采用的是 SQLserver 数据库。

13、ADO 是一种 ActiveX 对象，是一组优化的访问数据库专用对象集。ADO 使用内置的 RecordSet 对象作为主要的数据接口，可以使用 VBScript或者 JavaScript 语言来控制对数据库的访问及查询操作结果的输出显示。ADO在访问数据库之前，必须先建立数据源，设置 DNS（Data Source Name）连接并打开相应的数据库，然后使用 SQL 命令完成相应的数据库操作命令，再用ASP 语句返回结果。5 结论处在当今网络日益普及的信息时代，试卷生成系统满足了随时随地、方便快捷开展试卷生成系统工作的需求。减轻了广大教师的工作压力，使他们能有更多的精力投入到教学研究中去。该系统以科学的评价标准为依据，采用能力、难度、知识点多向考察的指标体系，从而保证试卷生成系统结果的全面性、科学性，因此具有实际的应用前景。参考文献：1 梁嘉超.新编网页设计基础教程.北京：冶金工业出版社，2002.2 邓文渊，等.ASP 与网络数据库技术.北京：中国铁道出版社，2003.注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以 PDF 格式阅读原文