網(wǎng)絡遠程教育試題庫系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

鄭婉薇

(香港耀中幼教學院， 香港 999077)

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，網(wǎng)絡遠程教育實現(xiàn)了多地、多點的現(xiàn)代化教學方式。當前，大多試題庫系統(tǒng)還不成熟，不適應網(wǎng)絡遠程教育的考核要求。網(wǎng)絡遠程教育受眾群體龐大，尤其是一些公共課程，學科考試有成千上萬名在線考生，為考試部門帶來了諸多壓力和困難，教師出卷、審閱和成績分析等工作量巨大。因此，本文針對網(wǎng)絡遠程教育設計了一種試題庫系統(tǒng)，出題部門只需要了解學生課程知識，不用詳知試題庫體系結(jié)構(gòu)，通過教師組卷設定，便可完成自行出題，能有效減輕遠程教育考試壓力。

1 總體設計

1.1 架構(gòu)及流程設計

根據(jù)網(wǎng)絡遠程教育地域分布較廣的問題，為保證系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、靈活性和擴展性，本系統(tǒng)采用HTTP、TCP/IP等標準傳輸協(xié)議，多層分布式結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

該系統(tǒng)利用Web結(jié)構(gòu)設計，用戶可通過瀏覽器訪問Web服務器，調(diào)用試題數(shù)據(jù)庫中的考試相關模塊。用戶通過考試題目或相關測試，將答題結(jié)果反饋至數(shù)據(jù)庫服務器中。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

教師、學校領導或?qū)W科組長可通過客戶端登錄該系統(tǒng)，按照權(quán)限的不同對試題庫中的試題進行操作，如出卷、組卷、試題修改刪除和試題錄入等。系統(tǒng)流程,如圖2所示。

1.2 功能設計

通過對網(wǎng)絡遠程教育考試業(yè)務流程和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析后，設計系統(tǒng)主要功能模塊，如圖3所示。

包括題庫共享模塊、試卷管理模塊、試題管理模塊、課程管理模塊和系統(tǒng)管理模塊五大模塊。

圖2 系統(tǒng)基本流程圖

圖3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

其中，題庫共享模塊可實現(xiàn)套卷、試題、知識結(jié)構(gòu)的導入和導出；試卷管理模塊可按照教師的試卷樣板或組卷條件(難易程度)，自動(或人工)生成教師需要的試卷，并以Word形式輸出，方便教師編輯；試題管理模塊只對教師和系統(tǒng)管理員開放，根據(jù)網(wǎng)絡遠程教育課程的難易程度、知識結(jié)構(gòu)和章節(jié)要點等進行試題分類，為用戶提供自我測試試題；課程管理模塊只針對系統(tǒng)管理員用戶開放，根據(jù)遠程教育課程進行信息的刪除、修改和添加。由此，學科教師可生成自身所需的試題。課程信息包括卷號、知識點重復性、試卷分數(shù)、難易程度、單元知識點結(jié)構(gòu)、試題數(shù)量和題目等。

1.3 通信設計

該系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮摹o狀態(tài)的HTTP協(xié)議建立服務器與客戶端之間的通訊，采用數(shù)據(jù)服務器-Web服務器-瀏覽器結(jié)構(gòu)建立Web數(shù)據(jù)庫的訪問體系。通過Internet實現(xiàn)各組成部分的物理連接，并遵循HTTP協(xié)議，用戶登錄客戶端瀏覽器后，向服務器發(fā)送請求并建立連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡環(huán)境下對試題數(shù)據(jù)庫的訪問,如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)通信設計

2 關鍵功能實現(xiàn)

2.1 登錄功能實現(xiàn)

網(wǎng)絡遠程教育試題庫安全性是系統(tǒng)能夠正常運行的保障，登錄模塊設計中要對用戶信息和權(quán)限進行驗證，按照權(quán)限級別分配不同的功能模塊。比如，普通用戶不能對試題進行操作，只能查看試題；教師用戶不能對課程進行管理。登錄模塊實現(xiàn)流程,如圖5所示。

圖5 登錄功能實現(xiàn)流程圖

2.2 組卷方案管理功能

組卷方案管理功能是該系統(tǒng)的核心功能，能夠按照不同需求自動生成試卷。其中，組卷方案的難度設定是該功能需要重點設計和實現(xiàn)的。組卷方案管理包括兩個功能，即隨機組卷和按照試題難度組卷，下面根據(jù)這兩個功能分別闡述其實現(xiàn)過程。

(1) 隨機組卷

按照教師設定好的組卷策略，系統(tǒng)會選定相關的試題參數(shù)，如知識點、章節(jié)、題型以及難度，按照教師設定條件從試題數(shù)據(jù)庫中篩選出符合條件的試題組成試卷。該過程通過系統(tǒng)隨機、自動完成，隨機組卷增加了組卷成功率、選題自由度和靈活性。隨機組卷實現(xiàn)流程,如圖6所示。

圖6 隨機組卷功能實現(xiàn)流程

(2) 根據(jù)難度組卷

學生可按照自身能力水平和學習特點，選擇考試試題的難度，系統(tǒng)根據(jù)學生輸入的條件隨機抽取試題庫中對應難度的試題，生成試卷。這個過程中設計到兩個程序的實現(xiàn)，即難度控制程序和根據(jù)難度生成試卷程序。

難度控制程序，首先根據(jù)輸入條件計算平均難度值，按照難度值計算難題百分比，從試題庫中抽取試題并判斷是否達到調(diào)整總量，完成難度控制，實現(xiàn)流程,如圖7所示。

圖7 難度控制程序?qū)崿F(xiàn)流程

根據(jù)難度生成試卷程序，首先取出試題數(shù)據(jù)庫中具有最大難度值的試題數(shù)，并按照難度值大小進行排序，難度從低到高中隨機抽取一個題目后判斷選題是否重復，如果有相應的一類選題，提取中間2個最優(yōu)先進行選題，直至滿足試卷題目數(shù)量為止，生成試卷。該程序?qū)崿F(xiàn)流程,如圖8所示。

圖8 根據(jù)難度生成試卷程序?qū)崿F(xiàn)流程

部分實現(xiàn)代碼如下。

if icount mod 2=0 then //雙數(shù)，先提取中間2個最優(yōu)先

begin

arrjia[1]∶=trunc(icount/2);

arrjia[2]∶=arrjia[1]+1;

p∶=3;

for i∶=1 to arrjia[1]-1 do //循環(huán)次數(shù)為第一個值-1，遞次向左右兩邊

begin

arrjia[p]∶=arrjia[1]-i;

p∶=p+1;

arrjia[p]∶=arrjia[2]+i;

p∶=p+1;

end;

3 系統(tǒng)應用測試

對于網(wǎng)絡遠程教育試題庫系統(tǒng)來說，性能測試是測試的關鍵，考察在多用戶、多地采用該系統(tǒng)進行組卷方案管理，系統(tǒng)響應時間、用戶并發(fā)數(shù)是否滿足實際需求。考慮到遠程教育針對不同地區(qū)通信技術發(fā)展水平，采用10 Mbps和100 Mbps帶寬方式進行測試，考察0-5秒響應時間下，系統(tǒng)并發(fā)用戶數(shù)量的最大值，以此反映該試題庫系統(tǒng)的多節(jié)點運行能力。測試結(jié)果,如圖9、圖10所示。

圖9 10 M帶寬條件下的測試結(jié)果

圖10 100 M帶寬條件下的測試結(jié)果

由此看出，帶寬10 M條件下，響應時長在5秒時系統(tǒng)運行最大并發(fā)用戶數(shù)量為50，100 M條件下為60。也就是說，該系統(tǒng)能夠滿足至少50個節(jié)點用戶同時進行出題和組卷，能夠滿足網(wǎng)絡遠程教育的考試需求。

4 總結(jié)

本文針對網(wǎng)絡遠程教育學生群體龐大導致的考試出題工作量大的問題，設計了遠程教育試題庫系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠完成常規(guī)的試題管理功能外，還實現(xiàn)了按照隨機情況和難易度條件自動調(diào)用試題數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)而自動生成試卷的功能，極大程度減輕了遠程教育考試部門的工作壓力，也成為該系統(tǒng)的最大創(chuàng)新點。