通用試卷分析系統的設計與實現

摘要：試卷分析是教學過程中一個必要環節，對于準確提供教學反饋信息，及時改進教學工作，提高教學質量有著重要的指導作用。本文從方便教師的角度出發，設計并開發了一個實用的試卷分析系統，該系統具有易學易用，易于擴充與推廣等特點。

關鍵詞： 教學質量；教育測量；試卷分析

中圖分類號： G 434 文獻標識碼： B 文章編號：1673-8454(2008)04-0055-03

考試是教學過程中的重要環節，是反映及評估教學質量的重要手段。用科學的方法對試卷進行分析，不僅可以了解學生的學習效果，也可以了解教學中的薄弱環節，同時還可以發現命題及組卷中的問題，對于評價教學、規范命題、改進教學工作等都具有現實指導意義。因此，作為教師應該掌握并能使用教育測量學技術對教學效果進行測量，再根據測量結果改進教學，從而形成一個良性循環。

隨著計算機技術的發展和普及，利用計算機強大的計算能力進行試卷分析已經成為可能，許多科研工作者已經開展了這方面的工作，并開發出相應的試卷分析系統。然而這些系統要么功能過于單一，不能滿足不同學科、不同專業的試卷分析需求；要么是面向教學管理而使功能過于繁雜，廣大教師難于駕馭。還有一個重要問題是，試卷分析系統一經實現，很難跟上新的教育測量理論同步更新。

針對上述問題，筆者開發了一個面向教師的通用試卷分析系統，該系統在分析多種學科和專業試卷特點的基礎上，使用固定和可變結構來滿足不同試卷的要求。考慮到廣大教師大部分經過了信息技術培訓，采用他們比較熟悉的開發技術Microsoft Excel和Visual Basic for Microsoft Excel，可以使掌握了這些技術的教師能夠積極參與系統的修改與再開發，從而使先進的教育測量理論、教師和試卷三者有機地結合起來。

一、試卷分析內容

試卷分析系統主要從三個方面進行定量分析：一是學生考試成績的統計分析，二是考試題目分析，三是考試質量分析。

1.考試成績分析

考試成績分析包括分數分布情況，最高分，最低分，平均分，不及格率和標準差。

2.考試題目分析

考試題目分析包括統計試題滿分，最高分，最低分，平均分，不及格率，分析試題難度和區分度。

（1） 試題難度

難度系數越趨近于0，難度就越小；難度系數越趨近于1，難度就越大。 當P≤0.3時說明試卷難度過低；當0.3

（2） 試題區分度

試題區分度是指試題對學生實際水平的區分程度或鑒別能力。區分度高的試題能對不同知識水平和能力的學生加以區分，使能力高的學生得高分，能力低的學生得低分；區分度低的試題則不能對學生的能力進行很好的鑒別，使水平高和水平低的學生得分相差不大或沒有規律可循。

一般認為，di>0.4的試題區分度為“優”； 0.3≤di≤0.4的試題區分度為“良”； 0.2≤di≤0.3的試題區分度為“中”； <0.2的試題區分度為“差”。

3.考試質量分析

（1）試卷信度

試卷信度是衡量試卷可靠性與穩定性的指標。試卷信度高說明考生分數不易受偶然因素造成的誤差的影響，考生分數可以比較真實地反映考生的實際水平。

試卷信度的計算公式為

m表示考生人數，xij表示第 j 個考生第 i 題的分數，xi表示全部考生第 i 題的平均分， xj表示第j個考生的總分數， x表示全部考生的平均分。一般認為， b <0.5 的試卷信度較差， 0.5≤b≤0.8的試卷信度良好， b >0.8 的試卷信度非常好。

（2）試卷效度

試卷效度是衡量考試結果對考試目標實現程度的指標，反映了考試的準確性和有效性。提高考試的效度要注意兩個方面的問題：一是考試的目標要明確，是要考核學生對基礎知識的掌握，還是要考核學生應用知識進行推理判斷的能力，或是兩者兼而有之；二是試題的設計要能有效地體現考試目標，客觀性試題一般用來考核學生對基礎知識的掌握，非客觀性試題則用來考核學生應用知識進行推理判斷的能力。試卷的效度可以通過試卷的

二、系統功能設計

1.系統主界面及功能

系統功能主要包括數據輸入，數據核查，試卷分析，打印試卷分析報告和幫助等功能。系統主界面如圖1所示。

數據輸入模塊包括試卷信息錄入，試題信息錄入和試卷得分錄入三個模塊。試卷信息錄入主要用于錄入試卷屬性信息，包括考試課程，學年學期，班級，試卷滿分，考試人數，大題數目，任課教師，所在院系等信息，其中試卷滿分，考試人數和大題數目是必須錄入的信息，其它為可選的。試題信息錄入主要錄入試題大題題號（按升序自動生成）題型和分數，每大題包括的小題數量和每小題分數。試卷得分錄入主要錄入學生學號（或自動生成序號），姓名，每題得分，和總分。

數據核查模塊用于檢查每個學生的各題得分之和是否等于其試卷總分，每個學生的各題得分是否不超過各題總分，各個大題分數之和是否等于試卷總分，每大題分數是否等于其包括的小題數目與每小題分數的乘積。

試卷分析模塊包括考試成績分析，考試題目分析和考試質量分析三個模塊。考試成績分析主要統計和分析分數分布情況，最高分，對低分，平均分，不及格率和標準差。考試題目分析用于統計各試題的滿分，最高分，最低分，平均分，不及格率，根據不同算法分析試題難度和區分度。考試質量分析包括分析試卷信度和試卷效度。

打印試卷分析報告模塊用于把考試成績分析，考試題目分析和考試質量分析的結果統一到一個報表中，其中學生成績的分布情況用直方圖表示。

幫助模塊提供了系統使用說明書，功能模塊結構，擴充方法。退出系統用于退出試卷分析系統的執行。

2.系統使用流程圖

系統的使用流程是，先輸入試卷基本信息，試題信息和試卷得分信息，接著進行數據核查，然后進行試卷分析，最后打印報表。在使用過程中任意時刻都可以按幫助按鈕來查看幫助。系統使用流程如圖2所示。

3.關鍵技術

系統以Microsoft Excel軟件為基礎，利用Visual Basic for Microsoft Excel設計主界面，在主界面上通過放置功能按鈕，使程序和按鈕聯系起來。用語句Set biao = Range(\"A1\")可以將在Microsoft Excel中當前打開的sheet定義為biao，當前的sheet中的單元格可以用biao(i，j)表示，其中i表示單元格行號，j表示單元格列號，通過指定i和j的值即可訪問確定的單元格中的內容。Visual Basic可以像使用自己的變量一樣使用biao(i，j)表示的單元格，這樣就建立了Microsoft Excel和Visual Basic之間的聯系，使得可以使用Visual Basic提供的各種語句、函數及其它功能來編程處理Microsoft Excel中的數據了。

三、系統特點

1.界面友好

界面的風格符合Windows操作系統的操作風格，使用者易于上手，并且系統的所有功能通過把相應的按鈕放置在主界面上來訪問，使得訪問每個功能僅需點擊一次鼠標，加快了訪問速度。用戶通過按照規定的邏輯次序點擊按鈕即可完成所有的試卷分析任務。系統使用對話框來提示用戶的操作，另外如果用戶在操作過程中遇到問題可隨時打開系統的幫助頁獲取幫助。

2.易學易用

由于Microsoft Office有廣大的用戶群，群眾基礎好，具有Microsoft Excel使用經驗的用戶可以在短時間內掌握軟件的使用。系統中的數據錄入功能完全是在Microsoft Excel的Sheet中編輯指定單元格中的內容，簡單明了，而其它的功能只需要在主界面上點擊按鈕即可完成。用戶只需要知道操作順序即可完成所有試卷分析工作。

3.通用性強

系統軟硬件的運行環境要求較低，只要安裝了Microsoft Excel，即可使用本軟件。系統在分析了多個學科和專業的試卷特點的基礎上，抽象出的共同數據用必填項目來表示，用可選項目表示各個學科和專業試卷的特有內容，使得系統可以對各個學科和專業的試卷進行分析，增強了通用性。

4.適用人群廣

由于采用了廣大教師熟悉的Microsoft Excel和Visual Basic for Microsoft Excel開發技術，使得不僅高層次的科研人員和教學管理者可以使用，而且對于廣大參加了信息技術培訓課程的中小學教師也能輕松駕馭。

5.易于擴充

系統沒有被編譯成可執行的目標代碼，源代碼是公開的，這為那些對Microsoft Excel和Visual Basic for Microsoft Excel開發技術比較熟悉的用戶提供了方便的編程接口，使得高級用戶可以根據個人需要修改統計和分析算法，可以根據新的教學測量技術動態增加相應的算法，不斷擴充和完善系統的功能。

四、結束語

圖3和圖4 給出了本學院2006－2007學年第二學期，某個班級數據庫原理課程的試卷分析報告。

試卷分析系統的開發有利于準確、公平、客觀的對試卷進行評價，從而在教學考核和評估中發揮著越來越大作用，因此建立一個功能完善并實用的試卷分析系統是非常必要的。我們開發的系統具有界面簡潔友好，易學易用，通用性強，適用人群廣，易于擴充等特點，因此系統具有一定的實用性。并且本系統已在本學院基礎課試卷分析中推廣使用，得到了使用教師的一致好評，取得了良好的效果。

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注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。