醫學文獻檢索課程在線考試系統建設與應用分析

，

我國高校的“醫學文獻檢索”課程始于20世紀80年代末[1]，其主要的目的是提高醫學院校學生的信息素養，即提高個人認識到何時需要信息，有效地搜索、評價和使用所需信息的能力[2]。考試是檢驗教學效果和評價教學質量的重要手段[3]，各醫學院校采取不同的方式對學生的學習效果進行考核，包括筆試、撰寫綜述或調研報告等，有的醫學院校采用筆試和上機操作相結合的方式[4]。但這些考試形式主觀性太強且效率低下，復制論文和抄襲作業的現象嚴重，教師難以客觀、公正地考查學生實際的文獻檢索能力。

在線考試系統的成功開發不僅能減少教師繁雜重復的工作，還能高效、客觀、公正地評價學生獲取文獻的能力。

1 系統功能

醫學文獻檢索在線考試系統是一個多語言、易用的用于創建、管理多課程在線測驗的軟件平臺，可測驗題型主要包括單項選擇、多項選擇、判斷題等客觀題。其功能結構如圖1所示。

圖1 醫學文獻檢索課程在線考試系統功能結構

1.1 用戶管理

包含增加和管理用戶，選擇和顯示當前在線用戶；允許注冊用戶，獲取訪問系統公共區域權限，進行測試；指派不同權限、不同系統功能給用戶，通過IP限制非法訪問。

1.2 登錄管理

包括考生登錄管理和管理員登錄。考生登錄：考生考試時輸入用戶名和密碼，考生的用戶名設置為學號，密碼設置為身份證上生日(8位)；管理員登錄：管理員登錄時輸入登錄名和設置密碼，可查看系統前臺和管理后臺。

1.3 題庫編輯

各任課老師可根據大綱要求和課堂對學生的要求編制試題，其中實踐操作題占較大比重，形成CSV格式文件導入試題庫，可以進行增刪改，并可以在列表查看全部試題。

1.4 自動組卷

可根據考試大綱要求從題庫中抽取不同章節的考試試題，設置題目類型、難度系數。

1.5 隨機抽題

考生登錄在線考試系統后系統自動根據組卷要求隨機抽題，使每個考生的題目不盡相同，有效地防止學生相互抄襲、作弊。

1.6 在線考試

隨機抽題成功后考生進行在線考試，做過的每道題用藍色進行標注，考生可以回看。每道題下面會提供需使用到的館內外數據庫資源鏈接，供考生訪問相關數據庫進行文獻查找。每次考試時間設定一般為90分鐘或120分鐘，采用倒計時提示考生剩余答題時間，以便考生把握考試時間。

1.7 試卷自動提交

系統采用即時保存的形式，即運用JQuery響應保存考生的點擊至考試服務器，避免考生端故障而遺失考生答卷。出現意外，考生再次登錄時可繼續作答，時間截止，試卷終止。

1.8 自動閱卷

系統會根據導入的試題和答案，自動批改試卷，對錯誤試題進行標注，并給出測試起止時間、正確率和在線考試分數。

1.9 導出成績

系統可根據不同班級導出考生姓名、學號、成績等，也可將全部班級導出，便于教師對學生成績進行統計分析。可以通過學號、姓名查閱單個考生成績，并調出考生試卷，查看考生在線考試的整體情況。

1.10 成績分析

系統可對各班級或全部班級進行成績分析，包括總體通過率、不同班級通過率、不同分數段的得分率，每道題的得分率，生成成績的總體分布圖。

2 系統開發環境與工具

利用Zend Studio開發工具，采用MYSQL數據庫搭建，利用PHP編程語言基于WEB服務器創建。在線考試系統見表1。

表1 系統開發環境與工具

3 系統結構

在線考試系統采用的是由數據層、功能層、表示層組成的3層結構模型[9]。數據層是系統的核心層，主要包括題庫、試卷庫、用戶庫，為功能層提供數據支持；功能層體現了考試系統的邏輯事物，包括試卷維護、組卷、抽題、在線考試、自動提交、自動閱卷、成績分析等；表示層是一個接收數據的容器，為學生、教師、管理員等用戶提供標準、友好的界面(圖2)。

圖2 醫學文獻檢索在線考試系統結構

4 系統的運行與優化

2014年，系統開發完成后，開始在臨床、影像等醫學本科專業“醫學文獻檢索”課程實行上機考試，對系統進行測試，并圓滿完成考試任務。同年開始在全校所有本科專業“醫學文獻檢索”課程實行上機考試，順利完成考試任務。考試界面如圖3所示。

“醫學文獻檢索”在線考試系統自2014年在醫學文獻檢索課程考試實踐后，經過簡單修改和適配，順利承擔了信息學教研室、校黨委組織部(黨校)、實驗中心等多個部門上百次考試任務。為提升系統的穩定性和運行效率，我們從服務器設置、軟件代碼優化和考試數據分析3方面對考試系統進行了優化和完善。

4.1 服務器設置

應用服務器最終采用centOS-7.2.1511，數據庫采用MariaDB-10.1.17，WEB服務器采用Apache-2.4.23，PHP解釋器采用PHP-5.6.25。為保證PHP腳本運行的安全性，禁用了“passthru”“exec”“system”“chroot”“chgrp”“chown”“proc_open”“proc_get_status”“ini_alter”“ini_restore”等函數。考試系統在隨機抽題過程中，要占用較大內存，因此將“memory_limit”設置為“128MB”。為保證數據分析等耗時程序的正常運行，將“max_execution_time”設置為“300(秒)”。

圖3 學生端考試界面

4.2 軟件代碼優化

為提高代碼執行效率，在程序的循環次數、迭代次數和查詢語句方面進行了優化。如將相關的試題管理、試卷管理、考生管理運用“類”將其模塊化，定義相關方法對對象進行管理。同時重寫了查詢語句，提高了部分查詢語句的查詢速度。

4.3 考試數據分析

在線考試系統能夠準確記錄考生過程數據。利用上述數據，借助開發的考試數據分析程序，可以對考試過程和結果進行深度分析。如對考生每道題的答題時間與考試得分情況進行可視化分析(圖4)。

通過以上不斷完善與優化，目前在線考試系統高效、有序運行，極大地節省了教師的閱卷時間。

圖4 單份試卷數據分析圖例

5 系統應用效果分析

為考察在線考試系統的有效性，我們抽取2013-2017年的試卷進行了深入分析。其中2013年的“醫學文獻檢索”期末考試是最后一次全專業筆試，2014年采用的是機考考試數據(該年份為過渡期，大部分專業采用的是機考)，2015-2017年全部為上機考試。

5.1 應用在線考試系統前后學生成績對比分析

根據2013-2017年的考試成績，對各年度成績的極值、均值、標準差、方差進行了統計分析，具體如圖5所示。

圖5 2013-2017年學生考試成績基本統計值分析

從圖6可以看出，筆試年份與機考年份相比，最高分、平均分和標準差變化不大，最低分逐漸提高，方差總體上呈降低趨勢，說明應用考試系統和優化，考試系統題庫后，學生成績分布趨于穩定。上述各條線雖有小幅波動，但都較為平穩。因此本次“醫學文獻檢索”課程機考系統的實施過程，實現了筆試向機考的平穩過渡，成功代替了傳統筆試。

5.2 應用在線考試系統后不同專業學生成績對比

為找出考試系統對不同專業學生的影響，我們對2017年不同專業學生考試成績進行了散點圖比較分析(圖6)。

如圖6所示，臨床專業學生成績較為分散，信管專業學生成績較為集中；與2016年相比，2017年考試成績整體向上方移動。究其原因有兩方面：一方面是臨床醫學學生人數較多，部分學生對醫學信息的檢索掌握較好；信息檢索本應是信管專業的強項，然而信管專業學生缺乏醫學知識，對醫學專業術語的理解沒有醫學相關專業深刻，導致信管專業學生在考試過程中能夠操作各種數據庫，但應用效果上不如醫學專業學生。另一方面，2017年，我們對題庫進行了維護，修正了部分錯題、增加了大量操作試題。通過考察對數據庫的實際操作反映學生對課堂知識的掌握情況，這種由考察理論知識到應用知識解決實際問題的考試方式轉變，受到學生的普遍歡迎，提高了學生對學習醫學文獻檢索課程的興趣。

圖6 2016/2017年分專業學生期末成績比較

5.3 應用系統后學生考試用時與考試成績的對比

在線考試系統可以統計學生從抽到試題直至交卷所用的時間，依據該時間可以測算考試的合理用時。我們對2017年期末考試的考試用時與成績進行了分析(圖7)。

圖7 2017年考試用時與成績對比

本次在線考試的時限為90分鐘(即5 400秒)，考生可以提前交卷。考生若沒有提前交卷，系統將會在該考生開始答題90分鐘后自動交卷。從圖8可以看出，在2 000秒以內交卷的考生的成績普遍不高，用時在5 000秒左右的考生的成績最高。由于“醫學文獻檢索”在線考試涉及數據庫操作，由于PubMed數據庫訪問速度較慢，是考生消耗大量時間的主要原因。

5.4 應用系統后學生平時成績與考試成績的對比

學生的實驗報告是在無監督下完成的，而在線考試是在完全監督下進行的。因此對實驗報告成績、考試成績的分析，從某一方面可以反映學生學習的態度。實驗成績與考試成績的對比分析如圖8所示。

根據圖8的散點圖顯示，一部分實驗報告成績很高的考生，在期末考試中成績并不理想。原因主要是無監督下的學習，學生缺乏學習熱情，照著教學視頻操作，甚至抄襲其他學生的作業，他們并沒有思考相關知識和數據庫的操作過程。同時也說明實驗課教學和考核方法仍然需要改進，這也正是我們下一步工作的方向。

圖8 2018年實驗-期末成績分布

6 結語

“醫學文獻檢索”在線考試系統的建設與應用，實現了傳統筆試向上機考試的平穩過渡，減輕了教師的閱卷壓力，能夠從考試中獲取更多的信息以促進教學改革。同時在線考試系統的實施也反映出一些問題，如學生實驗學習主動性不強、實踐操作能力較低等。我們將進一步完善該系統，擬建立“醫學文獻檢索課程計算機輔助教學”管理系統，實現實驗課內容與考核的在線化；優化UI設計，幫助學生更好地掌握醫學信息的檢索與利用。