網路題庫與考試系統

來源:轉載作者:余勝泉 何克抗責任編輯:wmg(發布時間:2010-11-24 23:09:04 閱讀次數;153)現有題庫存在的問題題庫（ITEM BANK）是「按照一定的教育測量理論，在計算機系統中實現的某個學科題目的集合」，它是嚴格遵循教育測量理論，在精確的數學模型基礎上建立起來的教育測量工具。建立題庫是一個複雜的系統工程，首先要建立系統的數學模型，然後確定試題的屬性指標以及試題的組成結構，再組織大批量的優秀學科教師編寫試題，為了保證這些試題的科學性和有效性，還要組織大量的被試樣本，進行抽樣測試，對試題參數標註的有效性進行校正，編寫和測試試題的工作量無比巨大。目前我們國家陸續建立了一系列實用的題庫系統，如高等教育基礎學科系列題庫、勞動部職業技能鑒定題庫、國家醫學水平考試題庫、基礎教育系列題庫等。隨著這些系統的運行，在這些系統中出現了很多問題，首先是缺乏開放性。由於題庫是一個精密的測量工具，其維護、管理、更新、數據統計與分析都是由專業人士來進行的，故基本上都是由某一重要的大機關封閉運行，其他普通的中小單位，無法支付龐大的購買和維護費用，很難有機會使用，這樣，國家投入大量資金建立的權威性題庫，只局限於某些權威單位使用，無法真正在教學過程中發揮其應有的作用。另外，對於題庫的修訂和校正缺乏數據基礎，使得提高整個題庫數據質量較為困難。再者，重視組卷功能，輕視教育測量功能也是一大障礙。題庫作為一個教育測量工具，它不僅僅是只有試題管理和組卷的功能，更重要的功能是收集測試數據，並對這些測試數據進行統計與分析，發現問題。這些問題都隱藏在考試分數的後面，題庫系統應該通過分析考試數據，發掘信息，提供給教師以更多的教學過程信息。隨著Internet的出現和廣泛使用，Web使得實現廣泛的網路共享、集中的安全控制和友好的使用界面達到了完美的統一，為解決題庫系統運行中存在的一些問題提供了新的可能。目前，我們在已有開發單機題庫系統的基礎上，成功地開發了一個基於Web的通用題庫系統，該系統在一個Web站點上運行，通過瀏覽器訪問，它提供了傳統單機題庫系統不具備的一些特點：· 集中管理共享使用 由於題庫對試題的質量要求較高，一般試題的增、刪、改都是通過專家確認後進行的，分散運行的題庫，一般都無法保持一個專家群體，通過任課教師的自主修訂，容易導致題庫總體質量下降，故一般題庫都是由統一的權威機構來進行維護和管理。而題庫同時要具備廣泛的使用才真正具有價值，對於單機題庫來說，這是一對不可調和的矛盾，基於Web的題庫則可以達到完美的統一。· 開放使用廣泛徵集試題和測試樣本，用戶只要通過瀏覽器連上網路，便可方便使用題庫包括提交試題，參加測試等。通過網路來徵集試題和組織抽樣測試，可以大大減輕建立題庫的成本、縮短建立題庫的時間、提高題庫的運行質量。· 集中存儲測試數據通過網路運行題庫，進行聯機測試和評價，可以集中保存測試數據，通過數據挖掘、統計與分析，要以校正試題參數的估值錯誤，剔除不良試題，保證試題質量。另外，提供聯機考試、個人自測、聯機評卷等多項功能，使利用無紙化考試成為可能。B/S結構及功能本題庫軟體體系結構採用瀏覽器/伺服器（B/S）網路計算模式，採用三層體系結構，即包括資料庫系統、應用伺服器、客戶瀏覽器三部分。其結構示意圖如下圖所示。

資料庫伺服器端採用的是大型商業資料庫系統（SQL Server），這有利於縮短大批量數據（如用戶計費數據）的吞吐時間，使整個系統管理規範化，數據的完整性、安全性得到保障。應用伺服器端採用可擴展的通用組件對象模型計算模式（COM），採用分模塊層次結構，多模塊分立，允許系統的分散式並行處理提高系統的工作效率。各功能模塊之間通過TCP／IP、HTTP、RMI等多種協議進行消息和數據交換。用戶運行環境為標準的中文瀏覽器環境（Netscape4.0或以上版本，或IE4.0或以上版本，不需要特殊的插件），硬體環境不限，包括PC機、手持式電腦、電視機頂置盒和網路電腦等，只要能夠運行基本的瀏覽器軟體就可以。該系統目前提供的功能有：1．考試· 遠程考試組卷教師通過在瀏覽器中輸入相應的組卷參數，系統自動組出一份符合要求的試卷及標準答案。試卷以兩種方式呈現：HTML格式和RTF格式，組成滿意的試卷後，可以存成正式的考卷，供學生考試用。· 個人組卷學生可以針對自己學習特點，輸入組卷參數（參數項與教師組卷不同），形成針對性的練習試卷，可以列印，或另存為HTML文件。· 遠程聯機考試學生選擇好組，並指定要考試的試卷，調出該試卷，系統在瀏覽器中以HTML的方式呈現該試卷，並通過表單來輸入試卷答案，學生提交答卷後，系統將學生答案存入學生檔案之中，教師在閱卷時，可以調出學生的答卷記錄進行批閱。選擇已經組出的試卷，進行聯機考試，提交所做的試卷後，系統將自動保存學生的做題答案，並轉給教師批改。· 遠程聯機閱卷教師通過網路批改學生考過的試卷。教師登錄後，選擇要批閱的試卷，再選擇參加考試的學生，調出該學生的考卷及答案，客觀題由系統自動判別，非客觀題由教師判定給分，教師確認提交後，判卷信息便存入學生的檔案之中。· 考試結果查詢學生登錄後，選擇自己考過的試卷，便可調出該試卷，顯示出該試卷的內容、標準答案、學生的答卷記錄、教師的評分情況等。2．統計與分析統計分析的項目可以大致分為四類：· 試卷統計屬性包括試卷的信度、效度、平均難度；考生群體的最高分、最低分、各個分數段的積累人數、平均分、標準差；各個考生的原始分數和經過轉換後的分數。· 題目分析和知識點情況分析包括題目難度、區分度、迷惑答案效力、知識點上的歸一化得分。· 學生情況分析對分數的解釋可以幫助學生確定自己在所感興趣的群體中處於什麼樣的位置，它讓學生明白分數的含義是相對的，單純的分數並不能說明全部問題。· 獲知學生變化趨勢學生如果希望知道自己是否進步了，就需要按時間軸作一個關於考試成績的歷史追蹤。然而直接比較原始分數是沒有意義的，必須要通過轉換後的標準分數、百分等級分數等相比較，才能夠得出是前進還是後退的結論。· 學生知識和能力的分析題庫系統與學生之間通過聯機測試界面進行交互，計算機記錄並分析學生有意義的反應信息。· 教學過程分析通過多次考試成績的累積，可以以知識點為單位，分析學生在各知識點上的得分簿，若在某知識點上，學生的反應普遍異常，則說明教師在這些知識單元上的教學存在較大問題，必須改進教學。3．自測· 遠程聯機測試學生可以輸入組卷參數（參數項與教師組卷相同，只能抽出客觀題），形成模擬的練習試卷，然後進行聯機測試，提交所做的試卷後，系統將自動評閱，並給出標準答案，對做錯的試題給出詳細解答。· 個人聯機測試學生可以針對自己學習特點，輸入組卷參數（參數項與教師組卷不同，只能抽出客觀題），形成針對性的練習試卷，並可讓學生進行聯機測試，學生提交所做的試卷後，系統將自動評閱，並給出標準答案，對做錯的試題給出詳細解答。4．題庫管理添加試題在試題庫中加入編好的試題。有兩種方式加入：單題錄入，按預置的試題格式一道一道地填寫；批量錄入，將多道試題按預定的格式形成一個TXT文件，由錄入程序一次性地錄入題庫。· 查詢試題用戶在查詢界面中輸入試題查詢參數（包括試題中所有的屬性參數，並可實現邏輯組合），查出符合條件的試題，供後續修改或刪除處理。· 修改試題查詢出試題後，可對試題的各項參數及試題內容進行修改。· 刪除試題查詢出試題後，可刪除該試題。· 遠程收集試題各地教師可通過網路提交試題，提交後試題存儲在一個緩衝試題庫中，自動形成標準的RTF文檔，供學科專家審查修改，然後批量錄入題庫。· 預置組卷策略對於一些常見的考試組卷，可以預置一些常用的組卷策略，教師組卷時可以選擇現成的組卷策略，無需重複輸入複雜的參數便可組卷。組卷策略在題庫系統建設中，試題質量控制與參數設置、組卷策略是最重要的兩個環節；題庫建成後，我們需要輸入一些查詢參數，系統將根據這些參數抽出最適合參數要求的試題，組成能夠實際使用的試卷，定義這種查詢參數以及對這些參數進行變換演算法，我們稱之為組卷策略。組卷策略的實質是將比較直觀明了的組卷參數變換成計算機能夠直接操作的試題屬性項，然後根據這些屬性項，在題庫中抽取試題組成試卷。自動組卷只需要設置試卷的一些整體屬性參數和題型結構參數，便可以組出一份滿意的試卷，參數設置簡單直觀，其組卷的基本步驟為：· 設置總體參數試卷標題、考試時間、總題數、滿分值、曝光時間、考察的知識點、平均難度、平均區分度。設置題型比例表，檢查約束條件，生成最終組卷參數原型表。題型與知識點分布對應：根據題型比例表，來計算某知識點某類題型所出的試題數，並預寫最終組卷參數表（填寫參數表的知識點列）。· 試卷難度比例的分配在平均難度計算模式表中隨機取一模式值，得出這份試卷的試題的難度比例，將此難度比例變換成最終組卷參數表中的難度級別參數。· 試卷區分度比例的分配在平均區分度計算機模式表中隨機取一模式值，得出這份試卷的試題的區分度比例，並將此區分度比例變換成最終組卷參數表中的區分度級別參數。形成最終抽題的組卷參數表上面所陳述的都是為了使教師使用方便而設置的組卷參數，而計算機進行處理時，並不能直接用上述參數來抽題，我們需要對它們進行變換。在實際組卷時，每道試題選取的條件為：· 曝光時間參數：曝光時間<定義的曝光時間· 試題編號參數：試題編號<>已抽出的試題編號· 抽題時的最終條件為：最終組卷參數表中的每一項（表與表中的每一項為邏輯「與」的關係，不包括試題編號）AND 曝光時間<定義的曝光時間 AND試題編號<>已抽出的試題編號。若某個條件抽出的試題數大於一道，則從抽出的試題中隨機取一道，若抽不出試題，則順次取消的控制條件為：曝光時間、認知分類、區分度；若仍抽不出試題，則難度進行最小程度的變化（變一級）；若還抽不出試題，則在考察的知識點中抽隨機知識點值。
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