自動組卷系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

顧 瑋

（徐州高等師范學(xué)校徐州221116）

自動組卷系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

顧 瑋

（徐州高等師范學(xué)校徐州221116）

目前大多數(shù)學(xué)校及考試部門都沒有統(tǒng)一的試題數(shù)據(jù)庫，各個科目的試題庫形成了獨(dú)立的體系，試題的制定一般都是按照考試大綱的要求，命題人員進(jìn)行反復(fù)研究，最終生成試卷。這種傳統(tǒng)的出題過程需要投入一定的腦力和體力，而且出題的時間較長，每個出題人對大綱的重點(diǎn)與難點(diǎn)的理解也不同，很難統(tǒng)一出題的標(biāo)準(zhǔn)，所以質(zhì)量也難以保證。因此開發(fā)一個自動組卷系統(tǒng)具有重要意義。

自動組卷系統(tǒng)設(shè)計試卷管理

一、系統(tǒng)的需求分析

在進(jìn)行自動組卷之前，首先要分析系統(tǒng)的要求，為系統(tǒng)設(shè)計出相應(yīng)的組卷模式，然后考慮系統(tǒng)要滿足的約束和規(guī)范，最后對試卷的屬性進(jìn)行設(shè)置。開始組卷時，組卷人對試卷所要滿足的屬性進(jìn)行設(shè)置，如試卷的題型、每個題型的試題個數(shù)以及試題的分?jǐn)?shù)等，然后系統(tǒng)依據(jù)一定的算法從試題庫中抽取滿足條件的試題組成試卷，判定試題是否滿足組卷人的要求，如果不滿足的話，重新進(jìn)行抽取。為了設(shè)計出高質(zhì)量的組卷系統(tǒng)，必須在設(shè)計之前，對試題與試卷特征做具體與系統(tǒng)的分析，通過用戶權(quán)限的設(shè)置來確保系統(tǒng)的安全性。因此，自動組卷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能如下：

1、試題管理

主要實(shí)現(xiàn)對試題的添加、編輯、刪除和查看的操作，還可以對試題的題型進(jìn)行修改。組卷人員在添加試題時，要輸入試題的內(nèi)容以及試題的屬性，包括試題的難度、試題的題型、試題所屬知識點(diǎn)和建議分值等。

2、試卷管理

主要實(shí)現(xiàn)對已經(jīng)生成試卷的管理，包括試卷的查看、編輯和刪除等操作。為了考生考試的順利實(shí)現(xiàn)，對已經(jīng)生成的試卷進(jìn)行維護(hù)。

3、組卷管理

主要實(shí)現(xiàn)試卷的生成，根據(jù)組卷的要求，通過一定的算法實(shí)現(xiàn)自動生成試卷，組卷人也可以在試題庫中手工選擇試題生成試卷，也可以從已經(jīng)生成的試卷中選擇一套使用。

4、課程科目管理

主要實(shí)現(xiàn)對課程科目的添加、編輯和刪除等操作。在添加試題時要選擇試題屬于哪個科目，所以在添加試題之前，要先實(shí)現(xiàn)對試題所屬科目的添加。添加科目時，要設(shè)置科目的屬性，如科目的教學(xué)大綱、考試大綱、章節(jié)點(diǎn)和知識點(diǎn)等。

5、統(tǒng)計分析

主要實(shí)現(xiàn)對試題和試卷成績的統(tǒng)計和分析，如成績的錄入、成績的分析（包括最高分、最低分、平均分和標(biāo)準(zhǔn)差等）、試題難度的分析等。

6、系統(tǒng)維護(hù)

系統(tǒng)主要包括三類用戶：系統(tǒng)管理員、教師和學(xué)生。系統(tǒng)管理員可以對系統(tǒng)中所有信息進(jìn)行維護(hù)，包括用戶的個人信息、用戶的角色分配和角色權(quán)限的設(shè)置等。教師主要是對試題庫和試卷進(jìn)行維護(hù)。

二、系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計

根據(jù)以上系統(tǒng)需求分析，將自動組卷系統(tǒng)按照用戶不同主要分為三大模塊：系統(tǒng)管理員模塊、命題人員模塊和考試人員模塊，具體功能模塊圖如圖1所示。

系統(tǒng)管理模塊：主要實(shí)現(xiàn)個人、部門和用戶信息管理。個人信息管理主要包括個人信息的修改與維護(hù)，部門信息管理實(shí)現(xiàn)部門信息的添加、刪除和修改的操作，用戶信息管理實(shí)現(xiàn)用戶信息的添加、刪除和修改操作，還可以對用戶權(quán)限進(jìn)行設(shè)置，給用戶分配角色。

命題人員模塊：命題人員可以對自己的信息進(jìn)行修改，系統(tǒng)管理員給命題人分配的角色，命題人不能修改，命題人員可以對考試科目實(shí)現(xiàn)添加、刪除和修改的操作，通過系統(tǒng)的界面實(shí)現(xiàn)試題的添加、刪除、查看和修改的操作，系統(tǒng)中的組卷包括利用算法自動組卷和手動組卷，命題人可根據(jù)試卷的需要選擇不同的組卷方式，對生成的試卷進(jìn)行維護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)對試卷的查看、刪除和修改的操作，考試人完成考試之后，命題人可以在自己的系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)對試卷的評閱，評閱之后對考生的成績進(jìn)行統(tǒng)計分析，包括對成績的分析，可以得出最高分、最低分和平均分等，還可以對試題進(jìn)行分析，對試題的難度進(jìn)行分析，根據(jù)分析，更新每個試題的難度值，保證生成試卷的質(zhì)量。

考試人員模塊：可以實(shí)現(xiàn)個人信息管理、在線考試和成績查詢。個人信息管理主要是對個人登錄系統(tǒng)的密碼進(jìn)行設(shè)置和維護(hù)，考生登錄系統(tǒng)后可以選擇相應(yīng)的試卷進(jìn)行考試，考試之后，待閱卷人員評分之后，登錄系統(tǒng)可以查看自己的成績。

三、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)的設(shè)計采用了三層架構(gòu)，這種架構(gòu)對數(shù)據(jù)和格式進(jìn)行分離，增強(qiáng)了系統(tǒng)程序的安全性。

1、數(shù)據(jù)存取層

用來對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，主要關(guān)注數(shù)據(jù)庫的位置和數(shù)據(jù)庫的存取，對數(shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)不用關(guān)注，在本系統(tǒng)程序中，用DataBase類來實(shí)現(xiàn)連接和向數(shù)據(jù)庫傳遞SQL。

2、業(yè)務(wù)邏輯層

用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中涉及到的業(yè)務(wù)功能，根據(jù)系統(tǒng)中業(yè)務(wù)功能的需要，對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行操作時，生成相應(yīng)的SQL語句，將語句傳遞給數(shù)據(jù)存取層去執(zhí)行相應(yīng)的操作。本系統(tǒng)程序中業(yè)務(wù)邏輯層是由Course類、Department類、Fill-BlankProblem類、JudgeProblem類、MultiProblem類、Paper類、QuestionProblem類、Role類、Scores類、SingleProblem類、Users類等組成的，由這些類來共同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能。

3、數(shù)據(jù)展現(xiàn)層

用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和用戶之間的交互，用戶可以通過數(shù)據(jù)展現(xiàn)層，輸入一些信息和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，得到用戶的輸入信息，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按照相應(yīng)的格式進(jìn)行輸出，展現(xiàn)給用戶。主要通過調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層的類實(shí)現(xiàn)。如圖2所示。

四、數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作的關(guān)鍵一步，系統(tǒng)操作實(shí)現(xiàn)的效果和數(shù)據(jù)庫設(shè)計的好壞直接相關(guān)。在自動組卷系統(tǒng)中，大量的試題都存在試題庫里，所以試題庫是系統(tǒng)的主要組成部分，組卷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要取決于組卷所用算法和試題庫的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。因此，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

五、結(jié)束語

組卷問題是一個在一定約束條件下的多目標(biāo)求解問題，在應(yīng)用遺傳算法解決智能組卷問題時，通過根據(jù)實(shí)際問題設(shè)計的組件編碼方案和有效的選擇、交叉、變異算子，直接在問題解上進(jìn)行遺傳操作，提高了遺傳算法的搜索能力，取得了良好的組卷效果。本組卷系統(tǒng)目前已應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)中，并取得了良好的教學(xué)效果。

[1]毛秉毅.基于遺傳算法的智能組卷系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的研究[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用，2003（28）：230-232.

[2]張琴珠.計算機(jī)輔助教育[M].北京：高等教育出版社，2003（35）：32-33.

[3]陳碧人，龍廷河.程序設(shè)計語言計算機(jī)題庫系統(tǒng)的研究[J].計算機(jī)應(yīng)用研究，2002，8（5）：17-18.

[4]胡維華，梁榮華.多目標(biāo)選題策略研究與應(yīng)用[J].計算機(jī)工程與設(shè)計，2002，27（7）：1308-1309.

[5]王小平，曹立明.遺傳算法—理論、應(yīng)用與軟件實(shí)現(xiàn)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2002：37-38.

[6]陳瑛琦，雷相波.改進(jìn)遺傳算法組卷系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2009（s1）：33-34.

顧瑋，女，1981年生，漢族，徐州高等師范學(xué)校教師，碩士研究生，研究數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)挖掘，系統(tǒng)開發(fā)。

Design and Implementation of Auto-generating Test Paper System

Gu Wei
（Xuzhou Higher Normal School Xuzhou 221116）

At present most schools and examination department are not unified database of test papers，the various subjects of the examination database formed independent system，formulation of test papers are generally in accordance with the requirements of the syllabus，the proposition of repeated studies，generate the final test papers.The traditional questions process requires a certain mental and physical and questions for a long time，have different understanding of each topic to outline the key points and difficulties，difficult questions of standard，so it is difficult to guarantee the quality.So it is very important to develop an automatic test paper generation system.

Auto-generating test paper System design Test paper management

G424.79;TP311.132.3

B

160620-7320