基于能力體系和知識體系的試題庫及智能組卷系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

胡強 王鐘箐

摘要：傳統(tǒng)的試題庫基于課程章節(jié)或課程知識點建設，隨著教學改革的不斷發(fā)展，課程試題及考試應既能反映學生的知識掌握情況，也能反映課程對于學生的能力培養(yǎng)情況。基于這個問題，本課題針對課程培養(yǎng)目標，按照“OBE”的教學理念，對課程的知識點和能力點進行雙重分解，開發(fā)設計了一個基于能力體系和知識體系的試題庫及智能組卷系統(tǒng)，并以《房屋建筑學》課程為例，介紹了該系統(tǒng)運行的實際情況。

關(guān)鍵詞：能力體系;知識體系;試題庫;智能組卷

中圖分類號：TP391? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）18-0194-03

隨著高校教育教學改革的不斷發(fā)展，專業(yè)認證的大力推進，“OBE”的教學理念不斷深入人心，課程教學從“傳授知識”向“傳授知識，培養(yǎng)能力”轉(zhuǎn)變，考試不僅需要檢查學生對課程知識的掌握程度，同時需要檢查學生的能力培養(yǎng)情況。傳統(tǒng)試題庫一般基于課程章節(jié)或知識點建設，試題與能力培養(yǎng)目標關(guān)系不明確，很難通過考試判斷課程對于學生的能力培養(yǎng)效果，因此，建設一個基于能力體系和知識體系的試題庫及智能組卷系統(tǒng)很有必要。

筆者使用VisualStudio 2015作為程序開發(fā)平臺，C#作為程序開發(fā)語言，SQLServer 2008作為數(shù)據(jù)庫平臺，對系統(tǒng)進行了開發(fā)。以《房屋建筑學》課程為例，對系統(tǒng)進行了實例應用，建構(gòu)了課程試題庫，進行了實際組卷應用。

1系統(tǒng)總體設計

1.1功能模塊設計

系統(tǒng)主要功能模塊包括用戶管理模塊、課程管理模塊、智能組卷模塊、試卷分析模塊，總體框架如圖1所示。其中，用戶管理模塊主要進行用戶的授權(quán)管理，實現(xiàn)課程獨立設置;課程管理模塊主要實現(xiàn)對于課程知識體系、能力體系、試題庫的管理和建設，并將試題與知識點、能力點進行關(guān)聯(lián)綁定;智能組卷模塊則根據(jù)課程考核的目標要求，按照試題類型、考試目標知識點、考試目標能力點、試卷分數(shù)分布等需求等進行相關(guān)設定，進行計算機智能組卷，生成標準試卷、標準試卷答卷;試卷分析模塊對試卷進行數(shù)據(jù)分析，生成制卷分析報告。

1.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

根據(jù)系統(tǒng)功能模塊的劃分及數(shù)據(jù)存儲的要求，系統(tǒng)設計構(gòu)建了相關(guān)數(shù)據(jù)表，主要包括用戶信息表、課程信息表、知識信息表、能力信息表、試題表、試卷表等，其中，最核心的數(shù)據(jù)表為知識信息表、能力信息表和試題表。

知識信息表與能力信息表分別存儲課程的知識點、能力點。試題表存儲該課程的試題內(nèi)容，包括試題類型、試題題目與答案、關(guān)聯(lián)知識點與能力點、試題狀態(tài)等。由于每道試題可能考核多個知識點、多個能力點，每個知識點、能力點又可能在不同的試題中得到體現(xiàn)，因此，試題與知識點、能力點之間是N-N的關(guān)聯(lián)關(guān)系，其E-R關(guān)系圖如圖2所示。

2模塊功能設計與實現(xiàn)

系統(tǒng)的核心功能模塊是課程管理模塊、智能組卷模塊、制卷分析模塊，這里一一對其進行詳細說明。

2.1課程管理模塊

1）知識點模塊與能力點模塊

在知識點模塊中，依托課程章節(jié)結(jié)構(gòu)，按照教學大綱的要求，建立樹形結(jié)構(gòu)的知識體系，將知識點與章節(jié)關(guān)聯(lián);在能力點模塊中，根據(jù)課程教學的能力培養(yǎng)要求，亦建立樹形結(jié)構(gòu)的能力體系。當知識點、能力點與試題建立對應關(guān)系后，通過組卷，可以反映試卷的知識點覆蓋情況、能力點考核情況。

筆者依托《房屋建筑學》課程，根據(jù)教學大綱對知識點進行了梳理，形成156個知識點，與課程章節(jié)相關(guān)聯(lián);根據(jù)培養(yǎng)能力要求，建立了二級能力體系，形成5個一級能力，10個二級能力。《房屋建筑學》課程對應的知識體系、能力體系編輯界面如圖3、4所示。

2）試題模塊

試題模塊主要完成試題的編輯功能，其編輯界面如圖5所示。通過點擊“編寫試題”按鈕，按照試題類型，調(diào)用相應題型的試題編寫程序撰寫試題題干與答案;點擊“選擇知識點”按鈕，選擇試題考核的課程知識點;點擊“選擇能力點”按鈕，選擇試題考核的能力點。試題編輯完成后，將試題存入試題表中，待后期組卷時使用。

2.2智能組卷模塊

智能組卷模塊通過“題型結(jié)構(gòu)”“知識結(jié)構(gòu)”“能力結(jié)構(gòu)”三個選項頁面進行題型與分數(shù)設定、考核知識點與數(shù)量設定、考核能力點與數(shù)量設定。智能組卷的數(shù)據(jù)設定界面如圖6所示。在試卷結(jié)構(gòu)設定完成后，進行數(shù)據(jù)校核，檢查可否正常組卷。校核內(nèi)容包括：

a.各類題型試題可選數(shù)量是否足夠;

b.試題總分數(shù)與試卷總分數(shù)是否相等;

c.考核知識點、能力點是否存在可選試題，可選試題數(shù)量是否足夠。

2.3制卷分析模塊

制卷分析模塊對試卷數(shù)據(jù)進行分析，檢查試卷是否達到制卷設定要求，并生成試卷制卷數(shù)據(jù)分析報告，分析內(nèi)容包括題型結(jié)構(gòu)、知識點關(guān)聯(lián)度、能力點關(guān)聯(lián)度等。由于試題與知識點、能力點存在N-N關(guān)聯(lián)性，因此，最終生成試卷考核的知識點和能力點關(guān)聯(lián)試題數(shù)將超過組卷設定的目標數(shù)量設定。以《房屋建筑學》課程試卷為例，制卷設定為考核知識點105個、考核能力點20個次，試卷分析報告顯示，試卷實際關(guān)聯(lián)知識點134個，能力點58個次。

3結(jié)論

利用軟件開發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，系統(tǒng)實現(xiàn)了對課程知識點和能力點的雙重分解，建立了基于知識體系和能力體系的試題庫，實現(xiàn)了智能組卷、試卷自動生成、制卷數(shù)據(jù)分析等重要功能。運用此系統(tǒng)生成的試卷進行課程考核，可以明確檢查學生對課程知識的掌握情況，檢查課程教學對于學生能力培養(yǎng)的達成情況。

參考文獻：

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【通聯(lián)編輯：聞翔軍】