网络题库系统研发设计与实现

网络题库系统的设计与实现

余胜泉、何克抗

（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（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[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Internet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。

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，可以例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（SQL Server），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。