基于WEB的试卷自动生成系统

基于WEB的试题资源综合使用系统— 研究报告刘利俊一．研究背景和意义现代远程教育经过几年的快速发展取得了前所未有的成就，产生了良好的社会效益，同时，也面临着严峻的挑战，其中最为突出的就是远程教育的教学质量问题。

因此，现代远程教育的聚焦点必须从各类资源量的建设转移到教学质量的控制上，构建适用的远程教育教学质量控制体系，这样才能使现代远程教育真正实现高等教育大众化和推进素质教育的总体目标。

考试是教学质量控制的重要环节，历来受到各学校各方面的高度重视，考试过程的组织和实施不断规范化、科学化，考试结果能客观地反映教学、管理的质量和水平。

同时，也存在以下几个问题：（1）认识上重视考试的组织实施，对考试结果缺乏测量分析（2）行动上没有从质量控制体系的高度进行考试工作的建设。

在当前教育信息化的背景下，多数高校都进行了相关考试系统及试题库的开发，实现了试题试卷的数字化，取得了良好的应用效果，但还普遍存在以下几个方面的问题：1．标准与规范问题：试题资源的建设没有在建设初期制定统一的标准，造成试题数据的统一管理困难；考试系统的设计和开发基本采用二层模式即B/S或C/S，题库及功能扩展相对困难。

2．资源利用率问题：试题的利用率普遍不高，学科间存在不平衡。

3．实现了考试的组织和实施，缺乏考试测量与评价。

缺乏对测试数据进行统计与分析，发现试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；缺乏对试题及试卷使用情况进行综合分析，没有为远程教育教学质量评价提供必要的依据。

为了探索上述问题的解决方法，逐步构建适合电大远程教育的试题资源综合使用平台，我们向浙江省远程教育学会申请对“现代远程教育环境下基于WEB 的试题资源综合使用平台的构建”这一课题进行研究。

二．研究方法与内容本课题综合运用了多种研究方法：（1）通过文献分析法收集考试系统、试题库设计、教育测量评价的相关研究成果；（2）通过调查研究法和个案研究法对我校某专业的考试数据进行整理分析，并根据学校远程教育的实际情况进行方案设计和系统开发。

制定了研究计划及进度表，如下：在研究的过程中，要求课题组成员严格按照时间表及任务进行相关研究工作。

研究的主要内容阐述如下：1．理论基础探索课题组围绕试题数据统一管理、试题数据分析、试题应用分析等几个方面进行资料的收集和整理。

资料的主要来源有（1）清华同方全文数据库CNKI（2）互联网相关专题文章URL（3）著作，主要有统计学、教育测量与评价、知识管理、数据库及数据仓库、数据挖掘、WEB程序设计等。

（4）培训及会议资料：省远程学会2004课题负责人会议及杭州远程教育学会课题负责人会议。

2．系统建设方案课题组在理论学习的基础上，结合学校的实际提出系统建设整体方案：1)从系统数据源的角度设计硬件环境、软件环境、系统架构、数据表结构/关系、功能拓扑图、约束条件、校园网络架构。

2)确定了数据分析的模型描述（维度）、数据模型创建工具及创建过程、数据模型功能列表。

3)确定相关的应用分析工具：SQL SERVER 2000、OLAP、EXCEL。

4)确定和PHP为主要前台开发工具。

方案确定后，课题组进行了合理分工，确定了课题研究的整体方案。

3．系统评估分析近年来，开展远程教育的高校均花大力进行了网络基础设施、教学资源、应用系统的建设和开发，积累了许多宝贵的经验和教训。

对这些经验和教训及时进行共享和分析可以提高系统建设的效率和质量。

主要包括以下几个方面的内容：数据/模型/分析/架构/应用/经验教训。

4．教学质量管理分析教学质量管理是一个综合系统，必须考虑诸多方面主观和客观的因素。

在本课题中，主要通过教育统计和测量学的方法对考试质量进行分析和研究。

三．研究过程1.题库建库理论试题资源综合使用系统中，要用到试题库，它是评测系统好坏的重要指标。

题库（ITEM BANK）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。

当前，试题库建库的理论主要有两种：一为经典测量理论，二为项目反映理论。

二者都有一套完整的试题分析指标体系和评价标准。

首先为表示试题难易程度的值，其次为表示区分度的题目与测试的相关系数，还有估计分数真值的标准误差及由此推算出来的信度公式等，并对建立试卷、考分转换与等值等均有一套较为完整的方法。

相比之下，经典测量理论会有不够完善的地方，如考生分数和题目难度有着密切关系，题目难度是相对于考生而言；而项目反映理论则有可使题目参数稳定准确，不受受测样本的影响，它还定义了信息函数这一综合质量指标，用来全面解决考试等值问题。

故从更科学地挑选题目作为标准，在试题综合使用系统开发过程中主要运用项目反映理论。

建立试题资源综合使用系统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，再组织优秀的学科教师编写试题，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。

试题综合使用系统作为一个教育测量工具，它不仅仅是只有试题管理、在线考试和组卷的功能，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，试题资源综合使用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。

2.组卷理论在试题资源综合使用系统建设中，试题质量控制与参数设置、组卷策略是最重要的两个环节；题库建成后，我们需要输入一些查询参数，系统将根据这些参数抽出最适合参数要求的试题，组成能够实际使用的试卷，定义这种查询参数以及对这些参数进行变换算法，我们称之为组卷策略。

组卷策略的实质是将对人比较直观明了的组卷参数变换成计算机能够直接操作的试题属性项，然后根据这些属性项，在题库中抽取试题组成试卷。

因此，完整的组卷策略应该由三部份组成：试题属性项定义、组卷参数的定义、变换算法的说明。

自动组卷只需要设置试卷的一些整体属性参数和题型结构参数，便可以组出一份满意的试卷，它对题目的知识点难度分布没有特殊要求，只设平均难度和平均区分度参数，参数设置简单直观，其组卷的基本步骤为：1)设置总体参数：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；2)设置题型比例表，检查约束条件，生成最终组卷参数原型表；3)题型与知识点分布对应：根据题型比例表，来计算某知识点某类题型所出的试题数，并预写最终组卷参数表（填写参数表的知识点列）；4)试卷难度比例的分配：在平均难度计算模式表中随机取一模式值，得出这份试卷的试题的难度比例，将此难度比例变换成最终组卷参数表中的难度级别参数。

5)试卷区分度比例的分配：在平均区分度计算机模式表中随机取一模式值，得出这份试卷的试题的区分度比例，并将此区分度比例变换成最终组卷参数表中的区分度级别参数。

6)形成最终抽题的组卷参数表3. 设计系统的整体架构本系统的采用数据库系统、应用服务器、客户浏览器三层体系结构。

其结构示意图如下：浏览器应用服务器数据库服务器浏览器应用服务器数据库服务器端采用的是SQL Server 2000，这有利于提高大批量数据的吞吐时间，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（Netscape6.0或以上版本或IE6.0或以上版本，不需要特殊的插件）。

4. 系统的功能设计 1) 考试A. 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、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，试卷是以HTML的方式呈现，即将一份试卷形成一个HTML文件显示，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。

组成满意的试卷后，可以存成正式的考卷，供学生考试用。

B.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。

C.在线考试：学生选择组号，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，进行在线考试，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。

D.教师阅卷：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。

E.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)数据分析数据分析大致分为四类：A.试卷统计：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后的分数。

B.试题分析：包括题目难度、区分度、效度、知识点得分。

C.学生情况分析：帮助学生澄清对分数的认识 — 对分数的解释可以帮助学生确定自己在所感兴趣的群体中处于什么样的位置，它让学生明白分数的含义是相对的，而不是绝对的；单纯的分数并不能说明全部问题；获知学生变化趋势 — 学生如果希望知道自己是否进步了，就需要按时间轴作一个关于考试成绩的历史追踪。

然而直接比较原始分数是没有意义的，必须要通过转换后的标准分数、百分等级分数等相比较，才能够得出是前进还是后退的结论。

D.学生知识和能力的分析：题库系统与学生之间通过联机测试界面进行交互，计算机记录并分析学生有意义的反应信息。

对于纸笔测验来说，学生在试卷上做出的反应情况，也可以通过手工的方式录入到库中，作为分析的数据。

E.教学过程分析：通过多次考试成绩的累积，可以以知识点为单位，分析学生在各知识点上的得分布，若在某个知识点上，学生的反应普遍异常，则说明教师在些知识单元上的教学存在较大问题，必须改进教学。

3)自测练习A.在线测试：学生可以输入组卷参数（参数项与教师组卷相同，只能抽出客观题），形成模拟的练习试卷，然后进行联机测试，提交所做的试卷后，系统将自动评阅，并给出标准答案，对做错的试题给出详细解答。