网络远程教育试题库系统设计与实现

郑婉薇

(香港耀中幼教学院， 香港 999077)

0 引言

随着互联网技术的发展，网络远程教育实现了多地、多点的现代化教学方式。当前，大多试题库系统还不成熟，不适应网络远程教育的考核要求。网络远程教育受众群体庞大，尤其是一些公共课程，学科考试有成千上万名在线考生，为考试部门带来了诸多压力和困难，教师出卷、审阅和成绩分析等工作量巨大。因此，本文针对网络远程教育设计了一种试题库系统，出题部门只需要了解学生课程知识，不用详知试题库体系结构，通过教师组卷设定，便可完成自行出题，能有效减轻远程教育考试压力。

1 总体设计

1.1 架构及流程设计

根据网络远程教育地域分布较广的问题，为保证系统的安全性、稳定性、灵活性和扩展性，本系统采用HTTP、TCP/IP等标准传输协议，多层分布式结构，如图1所示。

该系统利用Web结构设计，用户可通过浏览器访问Web服务器，调用试题数据库中的考试相关模块。用户通过考试题目或相关测试，将答题结果反馈至数据库服务器中。

图1 系统架构

教师、学校领导或学科组长可通过客户端登录该系统，按照权限的不同对试题库中的试题进行操作，如出卷、组卷、试题修改删除和试题录入等。系统流程,如图2所示。

1.2 功能设计

通过对网络远程教育考试业务流程和系统结构分析后，设计系统主要功能模块，如图3所示。

包括题库共享模块、试卷管理模块、试题管理模块、课程管理模块和系统管理模块五大模块。

图2 系统基本流程图

图3 系统功能结构

其中，题库共享模块可实现套卷、试题、知识结构的导入和导出；试卷管理模块可按照教师的试卷样板或组卷条件(难易程度)，自动(或人工)生成教师需要的试卷，并以Word形式输出，方便教师编辑；试题管理模块只对教师和系统管理员开放，根据网络远程教育课程的难易程度、知识结构和章节要点等进行试题分类，为用户提供自我测试试题；课程管理模块只针对系统管理员用户开放，根据远程教育课程进行信息的删除、修改和添加。由此，学科教师可生成自身所需的试题。课程信息包括卷号、知识点重复性、试卷分数、难易程度、单元知识点结构、试题数量和题目等。

1.3 通信设计

该系统采用面向对象的、无状态的HTTP协议建立服务器与客户端之间的通讯，采用数据服务器-Web服务器-浏览器结构建立Web数据库的访问体系。通过Internet实现各组成部分的物理连接，并遵循HTTP协议，用户登录客户端浏览器后，向服务器发送请求并建立连接，实现网络环境下对试题数据库的访问,如图4所示。

图4 系统通信设计

2 关键功能实现

2.1 登录功能实现

网络远程教育试题库安全性是系统能够正常运行的保障，登录模块设计中要对用户信息和权限进行验证，按照权限级别分配不同的功能模块。比如，普通用户不能对试题进行操作，只能查看试题；教师用户不能对课程进行管理。登录模块实现流程,如图5所示。

图5 登录功能实现流程图

2.2 组卷方案管理功能

组卷方案管理功能是该系统的核心功能，能够按照不同需求自动生成试卷。其中，组卷方案的难度设定是该功能需要重点设计和实现的。组卷方案管理包括两个功能，即随机组卷和按照试题难度组卷，下面根据这两个功能分别阐述其实现过程。

(1) 随机组卷

按照教师设定好的组卷策略，系统会选定相关的试题参数，如知识点、章节、题型以及难度，按照教师设定条件从试题数据库中筛选出符合条件的试题组成试卷。该过程通过系统随机、自动完成，随机组卷增加了组卷成功率、选题自由度和灵活性。随机组卷实现流程,如图6所示。

图6 随机组卷功能实现流程

(2) 根据难度组卷

学生可按照自身能力水平和学习特点，选择考试试题的难度，系统根据学生输入的条件随机抽取试题库中对应难度的试题，生成试卷。这个过程中设计到两个程序的实现，即难度控制程序和根据难度生成试卷程序。

难度控制程序，首先根据输入条件计算平均难度值，按照难度值计算难题百分比，从试题库中抽取试题并判断是否达到调整总量，完成难度控制，实现流程,如图7所示。

图7 难度控制程序实现流程

根据难度生成试卷程序，首先取出试题数据库中具有最大难度值的试题数，并按照难度值大小进行排序，难度从低到高中随机抽取一个题目后判断选题是否重复，如果有相应的一类选题，提取中间2个最优先进行选题，直至满足试卷题目数量为止，生成试卷。该程序实现流程,如图8所示。

图8 根据难度生成试卷程序实现流程

部分实现代码如下。

if icount mod 2=0 then //双数，先提取中间2个最优先

begin

arrjia[1]∶=trunc(icount/2);

arrjia[2]∶=arrjia[1]+1;

p∶=3;

for i∶=1 to arrjia[1]-1 do //循环次数为第一个值-1，递次向左右两边

begin

arrjia[p]∶=arrjia[1]-i;

p∶=p+1;

arrjia[p]∶=arrjia[2]+i;

p∶=p+1;

end;

3 系统应用测试

对于网络远程教育试题库系统来说，性能测试是测试的关键，考察在多用户、多地采用该系统进行组卷方案管理，系统响应时间、用户并发数是否满足实际需求。考虑到远程教育针对不同地区通信技术发展水平，采用10 Mbps和100 Mbps带宽方式进行测试，考察0-5秒响应时间下，系统并发用户数量的最大值，以此反映该试题库系统的多节点运行能力。测试结果,如图9、图10所示。

图9 10 M带宽条件下的测试结果

图10 100 M带宽条件下的测试结果

由此看出，带宽10 M条件下，响应时长在5秒时系统运行最大并发用户数量为50，100 M条件下为60。也就是说，该系统能够满足至少50个节点用户同时进行出题和组卷，能够满足网络远程教育的考试需求。

4 总结

本文针对网络远程教育学生群体庞大导致的考试出题工作量大的问题，设计了远程教育试题库系统，该系统能够完成常规的试题管理功能外，还实现了按照随机情况和难易度条件自动调用试题数据库数据而自动生成试卷的功能，极大程度减轻了远程教育考试部门的工作压力，也成为该系统的最大创新点。