基于網絡題庫與考試評價系統的數據結構期末考試試卷分析與教學思考

【摘 "要】 本研究基于貴州醫科大學網絡題庫與考試評價系統，以生物醫學工程專業2018～2020級數據結構課程期末考試成績為研究對象，從題庫與考試評價系統導出試卷實測分析數據，使用Excel定量分析學生成績及試卷，并結合學生平時表現對教學效果進行實證研究。研究發現，數據試卷難度與試題結構及知識深度相關，影響學生數據結構成績的主要因素為學生的學習態度、方法及C語言程序設計基礎。本研究的實證結果為數據結構課程的教學改革提供了有益的思路。

【關鍵詞】 數據結構；試卷分析；教學效果；實證研究

一、研究背景和意義

數據結構課程具有內容多，知識抽象、難理解，對編程能力要求高，實驗實踐環節課時嚴重不足的特點。其先修課程C語言程序設計基礎是否扎實，直接影響數據結構課程的學習。因數據結構和C語言程序設計開設在不同的學期，課程教學各自獨立，導致兩門課程教學內容脫節，造成數據結構課程教學效果差。學生的考試成績是衡量教學效果的重要指標，對數據結構及C語言程序設計期末考試試卷及成績進行分析，尋找影響數據結構教學效果的因素，對改進數據結構課程的教學效果具有重要的意義。

二、研究對象與方法

（一）研究對象

本研究以生物醫學工程2018—2020級數據結構期末考試試卷及成績為研究對象，結合生物醫學工程2019—2020級C語言程序設計成績，評估數據結構期末考試的成績數據和試卷質量，探討影響學生成績的主要因素，尋求改進數據教學途徑及思路。

（二）數據結構試卷基本信息

生物醫學工程2018—2020級數據結構期末試卷采用結構化組卷策略，圍繞一、二級主題詞設置各題型的題量及分數，試卷總分為100分。難度分布：較難20%、中等50%、簡單30%，不選用近三年考過和已考過3次的試題，題目順序隨機。考試采用機考閉卷考試，考試時間共120分鐘。考試完畢系統自動閱卷，由于主觀題（簡答、填空、算法填空、算法設計題）系統采用完全匹配的方法評分，學生描述方法如果和標準答案不一樣，系統評分不給分，因此教師對主觀題進行二次評分，系統自動統計總分，所有學生試卷閱卷完畢，教研組審核后封存試卷。

（三）數據統計

從貴州醫科大學題庫與考試評價系統導出數據結構試卷實測分析數據整理形成表1和表2所示的試卷題型分析統計表，表3所示期末考試成績統計表。

三、試卷質量分析

2019—2020級數據結構試卷共7種題型，題型為單選、多選、判斷、算法設計、算法填空、填空、簡答，題量共計93題，詳情見表1；2018級數據結構試卷共計5種題型，沒有多選及算法設計題，題量共計96題，詳情見表2所示。

（一）試卷難度分析

難度值是反映試題難易程度的指標，難度值越大，題目得分率越高，難度就越小，題目得分率越低，試卷整體難度宜控制在0.6～0.8之間。

從表1可知2019—2020級算法設計題難度最大，難度值分別為0.28、0.29，對學生來說，此種題型較難；單選、判斷、填空題難度在0.67～0.71之間，難度適中；算法填空、簡答題難度不穩定。從表2可知，2018級難度最小的是單選和判斷，難度值為0.76；難度最大的是算法填空題，難度值為0.49。2018級數據結構算法填空題難度最大，單選、簡答、判斷、填空題的難度值在0.67～0.76之間，難度適中。從表3可知，試卷的難度值，直接影響學生成績，2018級和2019級的試卷難度只相差0.11，平均分卻相差11.5分。

（二）試卷區分度分析

試卷區分度（D）是反映學生掌握知識水平差異的重要因素。測量學家伊貝爾認為：試題的區分度在0.4以上表明此題的區分度很好，0.3～0.39表明此題的區分度較好，0.2～0.29表明此題的區分度尚可，0.19以下表明此題的區分度不好，應淘汰。

由于區分度具有相對性，很難確定一個絕對水平作為取舍題目的標準。在根據題目區分度來篩選題目時，要考慮到測驗的目的和功能。對于學科測驗而言，一般要求區分度指數D值在0.20以上。數據結構期末考試屬于學科測試，2018—2020級數據結構試卷總體區分度D值分別為0.25、0.30、0.26，試卷區分度符合學科測試要求。其中2019—2020級算法填空題區分度較好，D值分別為0.35、0.38；判斷題區分度較差，D值分別為0.19、0.17，判斷題相對其他題型來說比較容易，符合學生心理狀態，試卷題目整體區分度符合學科測試要求。

（三）試卷信度分析

信度（α）是評估成績穩定性和可靠性的重要指標，一般認為αgt;0.8代表成績穩定可靠，信度高表明考試結果很少受隨機因素的影響，考分能真實可靠地反映受試者的學業水平。生物醫學工程2018—2020級數據結構試卷信度分別為0.91、0.88、0.91，說明試卷的信度非常好，考分真實地反映了學生的學業水平。

四、學生成績分析

從表3數據可知，2018—2020級數據結構的及格率分別為88%、56%、55%；優秀率分別為25%、9%、1%；平均分分別為71.7、60.2、59.1，即2018級數據結構及格率、優秀率、平均分遠高于2019級和2020級，2019級和2020級數據結構及格率、優秀率和平均分相差并不大。

由圖1可知，60～69分人數最多，其次是70～79分和50～59分，2019～2020級80分以上高分層及39分以下低分層較少，屬于正態分布；2018級80分以上的人數多于49分以下，屬于偏正態分布。

五、討論與思考

2018—2019級生物醫學工程數據結構任課教師相同，學生層次也相同，課堂教學均采用雨課堂課前發布預習課件和測試，課中結合多媒體課件講授+課堂討論+模塊化程序調試演示等方法，實驗教學采用任務驅動型實訓項目，課后增加頭歌平臺實踐項目及Leetcode實驗項目進行OJ編程練習。但2018級的成績卻優于2019—2020級，那么影響學生成績的主要因素是什么呢？

首先，數據結構的試卷難度是影響成績的首要因素。而試題難度與試題類型、試題結構和知識深度等屬性相關。2018級數據結構試題類型和2019—2020級不同，知識覆蓋面也存在一定的差異。2018級數據結構試卷沒有多選和算法設計題，而這兩類題型是學生的致命弱點。多選題綜合性強，多選少選都不給分；算法設計題需要有較好的程序設計基礎，如果學生程序設計基礎差，根本沒法用C語言去實現算法，便很難完成作答。試卷二次評分時發現，25%左右的學生算法設計題都是空白。生物醫學工程2019—2020級學生的C語言程序設計考試平均分分別為63.9和56.2，及格率分別為67%和57%，優秀率分別為5%和3%，及格率和優秀率都偏低。在數據結構實驗教學中發現，很多學生因C語言基礎不扎實，無法將教師課上講解的實訓項目算法思想用C語言來實現。而數據結構2019—2020級考試增加了算法設計題，造成了數據結構成績的直接下滑。因此學生C語言程序設計基礎的好壞是影響數據結構的教學效果的重要因素。

查閱學生平時成績發現，40分以下的學生基本上不參與課堂互動，也不交實驗作業，平時章節測試成績也較差，即學生成績和學生學習態度、學習方法密切相關。因此要提高教學效果，在教學過程中教師需督促學生端正學習態度，養成良好的學習習慣；還需改進教學模式，將數據結構和C語言程序設計教學內容進行整合，構建兩門課程的聯動教學。

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