李 磊,仲海洋,王軼卓,許雪松

(大連海事大學,遼寧大連 116026)

《大學物理實驗》試題庫系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

李 磊,仲海洋,王軼卓,許雪松

(大連海事大學,遼寧大連 116026)

介紹了采用Visual Basic語言和Access數(shù)據庫開發(fā)而成的大學物理實驗試題庫系統(tǒng),該系統(tǒng)利用Word作為存儲試題的容器,解決了物理試題錄入中存在的公式、圖片、表格等非文本數(shù)據的存儲與修改的技術性問題。

試題庫;Visual Basic語言;試卷生成系統(tǒng);自動組卷

大學物理實驗是理工科大學普遍開設的實踐類必修課程,是高等教育中的重要基礎課程。隨著大學課程教學改革的不斷深入,科學、客觀、準確地檢查與評價這門課程的教學質量,對于指導、管理這門課程的教學工作具有重要意義。但是,與大學物理理論課程不同,由于大學物理實驗教學受到實驗設備和器材制約的特點,導致各個大學院校開設的大學物理實驗課程千差萬別,使試題庫系統(tǒng)的研制和使用受到很大限制,因此,大學物理實驗課程很少使用試題庫。這造成了大學物理實驗課程的管理與評價更加困難,似乎缺乏客觀、有效、可靠的測評依據。這使大學實驗課程的考試方法已經成為教學改革的重點,也成為提高教學效率的重要突破口。科學建立試題庫、實現(xiàn)教考分離成為解決這個問題根本途徑和有效手段。正是基于這些因素的考慮,我們研制了大學物理實驗試題庫系統(tǒng)。

1 試題庫系統(tǒng)功能分析與設計

1.1 系統(tǒng)結構框圖與功能

1.2 系統(tǒng)數(shù)據庫結構設計

本系統(tǒng)設計的表主要有試題數(shù)據表、試卷結構表、實驗題目代碼表、試題類型代碼表、知識點信息代碼表、已用試題數(shù)據表、試卷信息管理表、系統(tǒng)參數(shù)表、操作員信息表等。試題數(shù)據表結構見表1[1]。

表1 試題數(shù)據表

2 實現(xiàn)技術

2.1 開發(fā)工具的選擇

本系統(tǒng)的開發(fā)工具主要有Visual Basic 6.0(VB)、MicrosoftAccess(Access)、Microsoft Word(Word)。

Visual Basic 6.0其界面友好、簡單易用、功能強大故頗受使用者青睞,是程序開發(fā)者的最佳選擇之一[2]。

在VB編程中,如果要開發(fā)小型數(shù)據庫系統(tǒng),一般選用Access作為數(shù)據庫。因為Access數(shù)據庫比較簡單,功能也比較齊全,數(shù)據的備份、拷貝都很方便。因此,在功能能夠滿足要求的條件下,Access數(shù)據庫往往成為一些小型數(shù)據庫軟件的首選[3]。

2.2 數(shù)據存取的解決方案

試題庫系統(tǒng)不可避免的要處理各種公式、圖片、表格等非文本數(shù)據。針對這種情況,一些試題庫系統(tǒng)采用的是文本和非文本數(shù)據分開存儲的方法,這樣試題錄入和修改就顯得十分麻煩。本題庫直接用Word作為存入試題的容器來解決這一問題,Word作為目前最流行的圖形化文字編輯處理軟件,它可以處理表格、公式、圖片等多媒體數(shù)據[4]。因此,用word作為存儲試題信息的容器,不但使試題輸入、修改十分方便,生成后的試卷也可實現(xiàn)方便的排版、修改和打印操作。實現(xiàn)思路如下:

(1)為防止操作者不當?shù)牟僮髟斐稍囶}庫信息的損壞,系統(tǒng)將存儲試題信息的word文件設置了訪問權限密碼,從而保證試題庫文件只能通過系統(tǒng)程序進行相應的輸入、修改和刪除操作。

(2)用word作為存儲試題容器的關鍵是程序如何區(qū)分每個試題,防止在組卷過程中進行試題的錯誤抽取。這里采取的辦法是為每一道試題都設置唯一的編號,此編號在錄入試題時,由程序自動生成,插入到試題內容(答案)前面,以此作為系統(tǒng)抽取試題時的起始點坐標。這里需要解決的一個關鍵技術問題是,試題本身可能就包含相應的數(shù)字信息,因此如何區(qū)分編號與試題中的數(shù)字是程序在抽取試題操作中需要解決的技術性問題,我們采用的方法是選取試題中不可能出現(xiàn)的字符與編號同時出現(xiàn)的組合區(qū)分辦法,保證了在試題的抽取操作過程中,不會出現(xiàn)試題中的數(shù)字被當作試題編號進行錯誤操作現(xiàn)象的發(fā)生。例如:

3 試卷生成系統(tǒng)

本系統(tǒng)組卷策略包括自動組卷和手工組卷。兩種組卷策略均由計算機隨機產生試卷并進行自動排版。

采用自動組卷策略時,操作者可對試卷結構進行多方面多層次要求和設置。即完成如下信息的設置:(1)試卷中包含的試題題型(選擇、填空、計算題);(2)每個題型的試題總數(shù)量(分數(shù));(3)試題來源的實驗題目;(4)被考核的知識點類型(基本理論、實驗操作、實驗原理、數(shù)據處理);(5)每個知識點的難度級別(基本、中等、難、較難);(6)試題被抽取次數(shù)的限定;(7)生成試卷份數(shù)(1～3份);(8)同時生成多份試卷時的試題重復率。

試卷結構設置完成后,系統(tǒng)進入自動組卷程序進行第一份試卷的抽取。在此采用隨機優(yōu)化的組卷方法,流程如下:首先以試題類型、實驗題目和試題被抽取次數(shù)參數(shù)為主條件,抽取全部滿足條件的試題;若抽出的試題數(shù)量大于組卷所需總題量(組卷所需總題量=生成試卷份數(shù)＊此類型題設置數(shù)量),再以知識點及題量、難度級別為次條件進行抽取;當滿足被抽取的試題數(shù)量不小于此知識點被抽試題總量時(知識點被抽試題總量=此知識點所設的試題數(shù)量＊試卷份數(shù)),則采用隨機函數(shù)抽取1道試題,并與本試卷中已經抽取的題進行比較,保證同一題在一份試卷中只出現(xiàn)一次,抽取出符合要求的題;對選出的試題加入此試卷已用標志,下一份試卷再選時,若所設重復率為0,則就不會再對此題重復選用,若所設重復率不為0,則以此作相應試題重復率的計算數(shù)據。(流程圖見圖2)

若操作者同時抽取多份試卷(2～3份),則在前一份試卷組卷完成后,下一份試卷生成時,再以兩份試卷的試題重復率進行約束,重復上面步驟進行試卷試題的抽取工作。

人工組卷包括如下兩種操作:(1)如果對組好的試卷不滿意,可直接對試卷進行試題添加、刪除和修改操作,也可以對試題的排列順序和試題的類型進行調整。(2)對已知試題編號的試題,直接輸入試題編號進行組卷。

圖2 自動抽題流程圖

無論是自動組卷或人工組卷,本題庫都可以在選定題目以后查看所選題目。此功能可使操作者在正式生成試卷前預覽所選題目,以便確定所選題目是否符合要求。

4 結 論

本系統(tǒng)利用Word文檔操作方便、功能齊全的特點,很好地解決了將大量含有圖形、圖表、公式的物理試題組織到題庫中的存儲與編輯的技術難題。同時,本系統(tǒng)具有很強的移植性與通用性,只要根據教學需要更新試題庫的實驗內容,就可以建立符合本學校要求的大學物理實驗試題庫,具有很好的推廣價值。

經過幾年來的不斷改進與完善,實際應用證明,試題庫系統(tǒng)大大提高了試題管理的工作效率,促進了辦公自動化,對教師的教學效果評價更加合理,便于激發(fā)教師的積極性,提高了教學質量,在使用中取得了良好效果,具有很好的推廣價值。

[1]夏邦貴,劉凡馨.Visual Basic6.0數(shù)據庫開發(fā)經典實例精解[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006:138-202.

[2]易福華.Visual Basic典型系統(tǒng)實戰(zhàn)與解析[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007:1-27.

[3]劉文濤.Visual Basic+Acess數(shù)據庫開發(fā)與實例[M].北京:清華大學出版社,2006:21-40.

[4]曾紅,陳晶,周楊.一個VB開發(fā)的試題庫系統(tǒng)[J].佳木斯大學學報:自然科學版,2005,23(4):552-554.

Design and Implementation of Examination Pool System of“The University Physics Experiment”

LI Lei,ZHONG Hai-Yang,WANG Yi-Zhuo,XU Xue-Song

(Dalian Maritime University,Dalian 116026)

The developing of an Examination Pool System for physical experiment of college with Visual Basic language and the Access database is discussed in this paper.Word is used tObe the container for storing question information,in this way,the problems that the question with formula,picture,table etc,being input or revised tOPool system are resolved.

exam pool;Visual Basic;system producing paper;automatically making paper

G642.474

A

1007-2934(2011)04-0105-03

2011-02-21

遼寧省高等學校教育教學改革研究項目;大連海事大學教學改革校級重點資助項目(2009Z14)