基于UML的通用题库模型的研究

摘要：本文阐述了通用题库所涉及的基本概念，包括知识点、题型、试题、考试大纲、试卷，分析了这些概念包含的属性、关联关系、分类关系，并采用UML描述这些概念的关联关系和分类关系的静态模型。

关键词：UML；题库；试题；试卷；模型

中图分类号：G632.479文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 06-0000-03

Study on General Test Model UML-based

Tang Jiqiang1,Yang Yan2,Zhang Jing3

(1. Network Information Center of Chongqing Technology University,Chongqing400050,China;2.Information Center of Southwest University,Chongqing400715,China;

3. Chongqing Urban Rail Transportation Corporation,Operation and R&D Center,Chongqing400080,China)

Abstract:This paper describes the general test the basic concepts involved,including knowledge point,questions of the test questions, syllabus,papers,analysis of these concepts include the properties, correlation,taxonomies and description of these concepts using UML association relationship and the relationship of the static model.

Keywords:UML;Test bank;Questions;Papers;Model

题库是采用计算机技术存储试题，并在相当数量试题的基础上生成试卷的技术。题库已经在不同领域有相当广泛的应用，并对教育测量产生了深远的影响。题库建设有很多途径和方法，不同的题库也采用不同的计算机技术和教育测量方法，但不论采用什么技术和方法，题库始终有其共性和个性。

题库的共性也就是题库概念的内涵。题库的内涵包括试题、试卷、知识点等概念以及这些概念的联系。题库的内涵也就是题库的本质，在题库建设过程中，如果能把握题库的内涵，就能掌握题库的本质，并构造出通用题库。而通用题库模型也就是在研究题库内涵的基础上采用UML表示其模型。这种模型可以为设计试卷生成算法，建立通用题库系统提供理论依据。题库的个性就是题库概念的外延。题库的个性来源于具体题库的需求，这需要根据具体情况具体分析。

一、UML

UML(Unified Modeling Language)是由Rational公司的G.Booch、J.Rumbaugh、I.Jacobson共同创立的一种面向对象的建模语言，并于1997年提交对象管理组织申请作为一种标准建模语言。UML是一种面向对象的建模语言，不包含软件过程，适合于各种软件过程建模。UML属于离散性建模语言，只能对事物的重要方面进行描述，不能描述事物的任何方面。UML具有自然语言表达能力也具有数学逻辑的表达能力，通过UML表达的模型一般可以通过软件实现，所以UML在建模方面具有广泛的应用。

UML通过视图来表示模型的某个方面，每种视图里可以包含多种模型。UML包含四种视图：

用例视图，主要包含用例图。用例图通过角色、用例、关系来表达用户的需求。这是一种需求模型。逻辑视图，主要包含类图、协作图、顺序图、活动图、状态图。类图通过类、接口、关联、泛化、依赖来表达静态模型，描述事物内在本质和内在联系。协作图、顺序图、活动图、状态图是动态模型，描述类与类之间的交互。组件视图，主要包括组件图。组件图通过组件、关系描述软件的物理结构。部署视图，主要包括部署图。部署图通过计算接点、计算设备、连接描述软件在硬件设备上的部署。

在UML各种模型图中，类图最能表达事物的内涵，所以，通过类图描述通用题库的内涵最合适。

二、通用题库基本概念

（一）问题来源

在传统教育测量中，教师为了对学生学习能力和学习效果作出评价，需要手工编制试卷考试。但手工编制试卷存在工作量大、随意性大，并且很难覆盖所有知识点的缺点，影响了教育评价的准确性。所以，试题库的需求变得越来越迫切。而通用题库研究内容不仅包含知识点、题型、试题、考试大纲、试卷等要素，还包括这些要素的属性和关系。这些要素构成了题库系统模型。

（二）知识点

知识点是由知识元构成的最小教学单位。知识点通过编码来识别，并且每个知识点包含名称和内容。知识点的通用属性如下：

知识点与知识点之间的关联关系通过学科、章、节、知识点等概念表现：

从上表可以看出，学科、章、节是知识点的集合，如果将知识点也看成知识点的集合，那么知识点是一个递归概念，即知识点包含知识点，所以知识点可以构成知识树。

根据以上分析，采用UML的类图表示知识点模型如下：

（三）题型

试题题型是试题的模板，试题题型控制试题的采集与试题样式的生成。试题题型采用编码唯一标识，题型包含名称、试题描述。试题题型属性如下：

试题题型描述试题各元素之间的关联关系，常用的试题题型有单选题、多选题、判断题、填空题、问答题等分类。这些题型分类如下：

根据以上分析，采用UML的类图表示试题题型模型如下：

（四）试题

试题是教育测量的基本单位，也是题库建设的基本实体。通用题库的试题模型关注试题的结构、试题的表示形式和试题的属性，而不关注试题的具体内容。试题的属性描述试题统计相关的难度、区分度、使用次数、答题时间等。试题的属性如下：

试题的结构包括试题的逻辑结构和物理结构。试题的物理结构就是试题的存储结构，这会根据不同的要求而采用相应的存储介质和存储方法。试题的逻辑结构独立于试题的物理结构，而试题的物理结构依赖于逻辑结构。所以，研究试题的结构主要研究试题的逻辑结构。试题由题干、题支、答案构成，它们之间的关系如下表：

根据以上分析，采用UML的类图表示试题模型如下：

（五）多媒体

传统的试题在表现形式上只包含文字和图片，现在的试题是由多媒体构成，这些媒体包括文本、图片、视频、音频、文件等。因此，试题相关对象也是多媒体组成。多媒体分类如下：

根据以上分析，采用UML的类图表示试题模型如下：

（六）考试大纲

考试大纲是对考试目的、考试知识点、考试目标、试卷结构的定义。考试大纲为试卷的生成提供了依据。

考试知识点来源于试题知识点，并在此基础上提出知识点考查要求。这些要求可以分成多个级别，包括：了解、背诵、判断、理解、运用等。知识点的考查要求与试题的难度有一定的关系，这种关系可以是正相关关系，即考查要求越高试题的难度越大。

试卷结构定义试卷的题型结构、题型分数比例、题型难度分布等。试卷结构的定义为试卷的生成提供了模板。

（七）试卷

试卷是根据考试大纲筛选出的试题的集合。试卷本身是通过考试大纲来定义的。试卷的属性可以包含：试卷分数、考试时间、答题方式等。与试卷相关的概念有答卷、试卷答案，答卷和试卷答案都与试卷的结构有关系。试卷、答卷、试卷答案的UML类模型如下：

（八）通用题库模型

通用题库系统主要包括试题、知识点、考试大纲、试卷等概念。试题的集合构成试题库，知识点的集合构成知识库，考试大纲为试卷的生成提供模板和依据，试卷可以通过程序自动生成或者手工指定。

采用UML的类图表示通用题库模型如下：

通用题库模型描述了知识点、题型、试题、考试大纲、试卷的关联关系以及由关联关系产生的关联类。模型采用UML阐述了建立题库所涉及的概念以及概念之间的关系。这些概念和关系是建立题库的基础。

三、结论

通用题库的相关概念是分析题库的基础，UML的类模型能比较准确表示分析结果。通用题库涉及的概念包括：试题、题型、知识点、考试大纲、试卷等，通过对这些概念的分析找出了这些概念之间的关系，得出了题库的结构模型。这种模型是结构模型，没有定义操作功能和计算方法。题库的操作功能和计算方法可以在具体题库的建设中提出。本文提出的通用题库模型在题库建设中得到实际应用并且取得良好的效果。

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作者简介：唐继强（1980-），男，重庆潼南人，助理工程师，工学学士。

杨彦（1982-），男，四川达州人，助理工程师，工学学士。

张静（1985-），女，新疆博湖人，助理工程师，工学学士。