具有測試功能的試題管理軟件的設計與實現

李 強 陳登新

西南科技大學信息工程學院，四川 綿陽 621010

引言

在信息類和電類相關專業中，“電路”是其中一門關鍵的基礎性課程，該課程的教學效果直接影響后續專業課程的學習及實踐能力的培養。因此，本課程教學方法受到國內外高校的廣泛重視。教材方面，國內現有教材一般側重于基礎理論，國外教材則更重視工程應用背景[1]。教學方法方面，在優化課堂教學模式的基礎上，利用多媒體技術實現電路知識點的詳細與生動展示，并在實驗教學環節中督促學生掌握典型電路的設計和調試方法[2][3]。課程考核方面，通過筆試成績、平時成績和實踐成績等組合方式實現多角度教學評價；通過設計試題庫管理軟件系統來提高課程組卷的客觀性和科學性，從而避免人工組卷時的片面性和隨意性問題[4][5]。

現有的電路試題管理軟件面向對象是教師，主要是為了實現教與考的分離。然而，在實際授課過程中發現，由于課時量較大且知識點較多，一些學生在學習過程中往往難以緊跟課程進度，且難以完成有效的復習，從而在一定程度上限制了學生的學習積極性。因此，迫切需要一種可促進學習效率且方便靈活的輔助手段，來達到提高課程教學效果的目的。針對此需求，本文研究設計了一種有效的電路試題軟件，該軟件不僅具備傳統軟件特點，還具有面向學生的自測試功能。

1 軟件設計方法

1.1 軟件結構組成

根據需求分析，電路試題庫管理系統應包含一定數量的題庫、友好的用戶界面和試卷生成功能，并具備相應的題庫維護系統，以實現對試題的添加、修改、查詢等管理。另外，還需具備一定的安全性，以完成不同用戶權限的管理。

整個軟件系統由多個界面與模塊組成，如用戶登錄界面、系統主界面、試題錄入界面、題庫設置界面、試題管理界面、試卷生成界面和數據庫組成。這些界面模塊可歸類為題庫管理、組卷管理、試卷生成、模擬測試和其他功能。題庫管理中，可對試題庫中的試題進行添加、刪除、修改、查詢等操作，并可對反饋記錄情況進行查看。組卷管理中，在相應章節下選擇適當的試題進行組卷。試卷生成中，則可將所選擇的試題生成試卷形式，并可進行適當的修改與調整，以達到用戶所期待的效果。模擬測試中，學生用戶可在軟件允許權限下進行試題的查看和自測試，并可實現測試結果的答案對照評價；具備管理員權限的教師則可查閱其評價結果，從而更好地掌握學習情況。其他功能中，則包括了登錄用戶管理、訪問權限管理、系統退出等功能。

1.2 軟件運行邏輯

圖1 軟件運行邏輯結構

本軟件用戶分為教師和學生兩大類。這兩種身份具有不同的權限，教師享有本系統的所有功能，學生只能對試題進行查看并進行模擬測試。所以在運行該軟件時，需要對登錄者的權限進行判別，確定用戶所能登錄的界面。軟件運行的邏輯結構如圖1所示。

1.2.1 題庫管理

題庫管理功能借助Microsoft SQL Server 2005完成。通過SQL語句可方便地在多個相關數據表上進行操作，其中的Insert語句、Select語句和Update語句實現試題與數據的錄入、查詢和更新操作。

為使得題庫能夠緊扣課程進度，在設計過程中，按照教材章節目錄進行整體設置[6]，以便于后期對不同章節下的試題編輯與錄入。所設計題庫設置界面如圖2所示。題庫設置后，通過選擇不同科目和對應章節將試題與其相應的答案解析錄入到數據庫中并進行保存。考慮到試題錄入過程中對數學表達式及圖片處理的復雜性，給出了一種二進制流編碼的解決方案。首先將試題內容轉換為二進制導入至數據庫，然后在需要導出試題時再將二進制流轉換成原來的試題形式。此外，通過查詢相應章節下的試題，可實現對試題內容的修改、刪除。

1.2.2 試卷生成與模擬測試

試卷生成中，管理員權限用戶通過課程下相應章節試題的抽取，從試題庫數據表中選擇出試題臨時保存起來。當試題選擇完畢后，再從臨時保存試題數據表中將保存的試題導出，實現試卷形式及其相應答案的預覽。預覽過程中，可根據用戶需求對試卷進行一定的完善調整，并最終保存為一份Word文檔形式的試卷。試題抽取過程示意如圖3所示。

圖2 題庫設置界面

針對學生用戶的模擬測試界面與圖3類似。學生用戶登錄后，可在軟件允許的題庫范圍內，根據自我需要，選擇不同章節下的試題進行模擬測試。試題解答完成后，可調出試題答案進行對照，并對測試結果進行自我評價，其中，評價級別分為A、B、C、D、E五個級別。且該評價結果將反饋記錄于測試用戶信息中，以便于教師用戶的查看和統計。從而幫助教師更好地了解學生學習知識點的掌握情況，以便調整授課方式。所設計的試題測試反饋信息查看操作如圖4所示。

1.3 軟件測試

軟件開發過程中采用了多項保護措施保證軟件的質量，且采用單元測試、組合測試、系統測試三個測試手段。單元測試通過對每個模塊單元進行測試，檢查其功能的正確性和對數據處理的正確性。組合測試通過對軟件多個模塊的測試，檢驗之間的數據傳輸是否有誤，驗證各個模塊之間的聯系是否正確。系統測試在組合測試的基礎上，測試軟件是否能正常運行，驗證其總體的運行情況是否符合需求。通過上述測試方法，測試結果表明該軟件系統運行正常，并符合課程應用需求。

圖3 試題抽取界面

圖4 試題測試反饋信息

2 結語

通過課程教學實踐，先前的“課堂＋多媒體＋作業”的方式已不能滿足教學過程多樣化的需求。本軟件針對教師和學生的使用要求，在較好地實現電路試題管理的基礎上，實現了模擬試題的自測試以及信息反饋功能。通過試用效果表明，學生能夠根據課堂教學情況選擇合適的章節試題進行強化練習，從而方便地幫助提升學習效率；教師則可根據測試反饋信息跟蹤學生學習情況，從而及時調整課程教學安排。該軟件的應用有效提升了電路課程教學的效率和水平。

[1]龔紹文,鄭君里，于歆杰.電路課程的歷史、現狀和前景[J].電氣電子教學學報，2011，33(6)：5-12

[2]高美靜，畢衛紅.電路課程教學方法的思考與探索[J].教學研究，2004，27(2)：186-188

[3]安康，孫亞萍.“電路原理”課堂教學改革實施及思考[J].中國電力教育，2013，(2)：71-72

[4]周蕾，錢劍敏.“電路”試題庫及試卷生成系統的研制.電氣電子教學學報[J]，2004，26(4)：84-86

[5]袁占生，鄭文杰，潘金艷.“電路分析基礎”精品課程試題庫設計[J].電氣電子教學學報，2011, 33(1)：11-12

[6]邱關源.電路(第5版)[M].高等教育出版社，2006