理论力学试题库系统的设计

摘要：采用B/S架构，设计了理论力学试题库，同时采用VC++开发了客户端浏览器。规划了理论力学试题库的体系结构和功能模块，并对每个功能模块以及智能随机组卷方法做了说明解释。理论力学试题库的使用完善了教学评价体系，取得了很好的效果。

关键词：试题库；自动组卷；随机数

考试是考察教师教学成果和反映学生学习程度的主要手段。考试试卷的质量直接影响着人才的选评和学校的教学质量。传统的手工组卷是一种拼凑式的组卷方式，存在着不少的弊端，如试卷的编辑、整理工作繁琐、组卷效率低；缺乏衡量和评价试卷难度和试卷质量的客观标准；也存在自教自考，试题数量和试卷难度不合理的情况以及在试卷中容易出现错、漏、缺现象。计算机网络和多媒体技术的飞速发展与不断普及，改变了人们工作、学习和生活的方式，也使教育观念、教学模式、教育评价及考试模式也相应地发生了变化。基于网络的开放式试题库通用平台建设，可改革考试手段，提高教学质量，用计算机代替传统的人工组卷，规范组卷程序，使组卷工作更加方便快捷，实现考试管理的科学化和现代化[1-4]。

一、理论力学试题库的三层体系结构

理论力学试题库以面向Intrnet环境下浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）结构的方式开发。该系统既可以在网络环境下，以单服务器多客户端的方式运行，实现多客户端的并发访问；也可以在单台主机上运行。同时可以通过网站的后台，进行数据的更新和维护。

理论力学试题库系统的B/S体系结构，分为数据层、应用层和表现层三层。数据库服务器、应用服务器和客户端之间的通信采用HTTP、FTP和TCP/IP三种模式。数据库服务器主要包含图形、图像以及文字、报表和属性数据库等，采用SQL Server设计数据库。应用服务器主要包括抽卷、答案、历史、用户管理等应用功能。客户端采用由VC++自主开发设计的客户端浏览器（如图1所示），也可以采用微软的Explorer浏览器获取表现层的功能。但是，Explorer浏览器没有对题库进行直接操作的菜单或工具条功能，对于试题库的调用只能转到功能菜单页面，既不美观，操作也较繁琐[4-8]。

图1是采用VC++自主开发设计的客户端浏览器，可实现HTTP、FTP和TCP/IP通信。有方便快捷的用户菜单和工具条实现对题库的直接使用。图1（a）中工具条中的各项功能也可通过调用图1（b）中所示的各菜单的子菜单项实现，从而为题库的操作提供了多种选择，实现了高效、快捷、方便。

理论力学试题库包含的主要题型有是非题、单选题、多选题、填空题、计算题和简答题六种题型，题量总计10027道，按题型组建6个数据表。知识点总计153个，各题的属性信息包括章、节、图、知识点等。

二、理论力学试题库的功能模块

试题库的用户权限有两级：教师和管理员，各自具备的权限如图2和图3所示。

教师可输入基本信息（身份证号、姓名等）和密码注册，待管理员审核通过后就可进行填单、抽卷、答案、历史、打印和留言等操作。填单即输入考试的班级、学期、科目等相关信息，通过点击图1（a）中的“填单”工具条，就会出现如图4所示的填单页面。填单后相关信息将存储在数据库中以备调用。

抽卷就是由系统随机抽取试卷。通过点击图1（a）中的“抽卷”工具条，就会出现如图5所示的试卷页面。答案就是生成与最近抽卷相应的答案。通过点击图1（b）中的“答案”工具条，就会出现如图6所示的试卷页面。在填单时数据库中存储的试卷相关信息，会自动出现在试卷和答案的抬头区域，如图5和图6所示。

历史就是教师可查看历年考试试卷和答案以及命题人的相关信息。通过点击图1（a）中的“历史”工具条，就会出现如图7所示的试卷页面。也可通过点击图1（a）中的“登录”工具条登录，然后查看修改自己抽取的试卷和答案，并对其中不满意的试题局部重新随机抽取或指定抽取。同时按需要更改页面布局、风格等。

最后通过点击图1（a）中的打印机工具条，就可打印输出试卷和答案。同时可以对题库存在的问题和试题及答案的错误给管理员留言。

管理员具有最高权限，可对教师、算法、试题、答案、历史、数据等进行管理和维护。教师管理就是审核、修改、删除和查询检索教师的基本信息以及重新设置教师的密码；试题和答案维护可以对试题和答案进行查询检索、编辑、添加上传、删除和数据格式转换等操作；历史管理可以查询检索历年试卷和答案，进行数据位置查询、属性查询、数据关系查询分析、空间叠置分析、缓冲区分析等；数据备份/恢复就是对整个数据库随时备份，以备发生故障或数据丢失时能及时恢复数据，以及题库的转换、导出、导入、处理过期数据等。

理论力学试题库采用发射随机数的智能随机组卷方法，通过特定算法可保证在连续抽取的1000份试卷中任何两套试卷试题的重复率低于10%。同时采用章、节、知识点划分试题属性。通过编制特殊程序可保证某章、节的知识点不会在不同题型中重复出现，从而实现了知识点的最大全面均匀覆盖，提高了试卷的科学性、合理性。

试题库的组卷方法有很多，随机智能组卷知识是其中重要的一种。算法维护功能可用于组卷规则和算法的改进、升级和更新，从而使系统具有较好的可扩展性。

三、结 语

理论力学试题库采用打包软件制作了安装卸载模块，可方便地安装和卸载。试题库在通过了多年的使用和改进，组卷和评价体系日趋完善，便于教师查漏补缺，改善教学。较之以前的人工组卷大大改善了学习考核效果，取得了很好的成效。

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