理論力學試題庫系統的設計

摘要：采用B/S架構，設計了理論力學試題庫，同時采用VC++開發了客戶端瀏覽器。規劃了理論力學試題庫的體系結構和功能模塊，并對每個功能模塊以及智能隨機組卷方法做了說明解釋。理論力學試題庫的使用完善了教學評價體系，取得了很好的效果。

關鍵詞：試題庫；自動組卷；隨機數

考試是考察教師教學成果和反映學生學習程度的主要手段。考試試卷的質量直接影響著人才的選評和學校的教學質量。傳統的手工組卷是一種拼湊式的組卷方式，存在著不少的弊端，如試卷的編輯、整理工作繁瑣、組卷效率低；缺乏衡量和評價試卷難度和試卷質量的客觀標準；也存在自教自考，試題數量和試卷難度不合理的情況以及在試卷中容易出現錯、漏、缺現象。計算機網絡和多媒體技術的飛速發展與不斷普及，改變了人們工作、學習和生活的方式，也使教育觀念、教學模式、教育評價及考試模式也相應地發生了變化。基于網絡的開放式試題庫通用平臺建設，可改革考試手段，提高教學質量，用計算機代替傳統的人工組卷，規范組卷程序，使組卷工作更加方便快捷，實現考試管理的科學化和現代化[1-4]。

一、理論力學試題庫的三層體系結構

理論力學試題庫以面向Intrnet環境下瀏覽器/服務器（Browser/Server，B/S）結構的方式開發。該系統既可以在網絡環境下，以單服務器多客戶端的方式運行，實現多客戶端的并發訪問；也可以在單臺主機上運行。同時可以通過網站的后臺，進行數據的更新和維護。

理論力學試題庫系統的B/S體系結構，分為數據層、應用層和表現層三層。數據庫服務器、應用服務器和客戶端之間的通信采用HTTP、FTP和TCP/IP三種模式。數據庫服務器主要包含圖形、圖像以及文字、報表和屬性數據庫等，采用SQL Server設計數據庫。應用服務器主要包括抽卷、答案、歷史、用戶管理等應用功能。客戶端采用由VC++自主開發設計的客戶端瀏覽器（如圖1所示），也可以采用微軟的Explorer瀏覽器獲取表現層的功能。但是，Explorer瀏覽器沒有對題庫進行直接操作的菜單或工具條功能，對于試題庫的調用只能轉到功能菜單頁面，既不美觀，操作也較繁瑣[4-8]。

圖1是采用VC++自主開發設計的客戶端瀏覽器，可實現HTTP、FTP和TCP/IP通信。有方便快捷的用戶菜單和工具條實現對題庫的直接使用。圖1（a）中工具條中的各項功能也可通過調用圖1（b）中所示的各菜單的子菜單項實現，從而為題庫的操作提供了多種選擇，實現了高效、快捷、方便。

理論力學試題庫包含的主要題型有是非題、單選題、多選題、填空題、計算題和簡答題六種題型，題量總計10027道，按題型組建6個數據表。知識點總計153個，各題的屬性信息包括章、節、圖、知識點等。

二、理論力學試題庫的功能模塊

試題庫的用戶權限有兩級：教師和管理員，各自具備的權限如圖2和圖3所示。

教師可輸入基本信息（身份證號、姓名等）和密碼注冊，待管理員審核通過后就可進行填單、抽卷、答案、歷史、打印和留言等操作。填單即輸入考試的班級、學期、科目等相關信息，通過點擊圖1（a）中的“填單”工具條，就會出現如圖4所示的填單頁面。填單后相關信息將存儲在數據庫中以備調用。

抽卷就是由系統隨機抽取試卷。通過點擊圖1（a）中的“抽卷”工具條，就會出現如圖5所示的試卷頁面。答案就是生成與最近抽卷相應的答案。通過點擊圖1（b）中的“答案”工具條，就會出現如圖6所示的試卷頁面。在填單時數據庫中存儲的試卷相關信息，會自動出現在試卷和答案的抬頭區域，如圖5和圖6所示。

歷史就是教師可查看歷年考試試卷和答案以及命題人的相關信息。通過點擊圖1（a）中的“歷史”工具條，就會出現如圖7所示的試卷頁面。也可通過點擊圖1（a）中的“登錄”工具條登錄，然后查看修改自己抽取的試卷和答案，并對其中不滿意的試題局部重新隨機抽取或指定抽取。同時按需要更改頁面布局、風格等。

最后通過點擊圖1（a）中的打印機工具條，就可打印輸出試卷和答案。同時可以對題庫存在的問題和試題及答案的錯誤給管理員留言。

管理員具有最高權限，可對教師、算法、試題、答案、歷史、數據等進行管理和維護。教師管理就是審核、修改、刪除和查詢檢索教師的基本信息以及重新設置教師的密碼；試題和答案維護可以對試題和答案進行查詢檢索、編輯、添加上傳、刪除和數據格式轉換等操作；歷史管理可以查詢檢索歷年試卷和答案，進行數據位置查詢、屬性查詢、數據關系查詢分析、空間疊置分析、緩沖區分析等；數據備份/恢復就是對整個數據庫隨時備份，以備發生故障或數據丟失時能及時恢復數據，以及題庫的轉換、導出、導入、處理過期數據等。

理論力學試題庫采用發射隨機數的智能隨機組卷方法，通過特定算法可保證在連續抽取的1000份試卷中任何兩套試卷試題的重復率低于10%。同時采用章、節、知識點劃分試題屬性。通過編制特殊程序可保證某章、節的知識點不會在不同題型中重復出現，從而實現了知識點的最大全面均勻覆蓋，提高了試卷的科學性、合理性。

試題庫的組卷方法有很多，隨機智能組卷知識是其中重要的一種。算法維護功能可用于組卷規則和算法的改進、升級和更新，從而使系統具有較好的可擴展性。

三、結 語

理論力學試題庫采用打包軟件制作了安裝卸載模塊，可方便地安裝和卸載。試題庫在通過了多年的使用和改進，組卷和評價體系日趨完善，便于教師查漏補缺，改善教學。較之以前的人工組卷大大改善了學習考核效果，取得了很好的成效。

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