吳秀華 徐凱星 黃興裕

《運(yùn)動(dòng)生理學(xué)》試題庫自動(dòng)組卷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

吳秀華1徐凱星2黃興裕3

（1.贛南師范大學(xué) 科技學(xué)院, 江西 贛州 341000；2.江西省樂平第一中學(xué)，江西 樂平 333300；3.贛南師范大學(xué) 體育學(xué)院，江西 贛州 341000）

傳統(tǒng)出題的工作量大，試卷難易度與區(qū)分度難以把握。為有效解決此問題，文章以現(xiàn)代教育測量理論為基礎(chǔ)，在Access，Net Framework與C#等環(huán)境下提出運(yùn)動(dòng)生理學(xué)題庫自動(dòng)組卷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建，對系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論、原則、環(huán)境、框架、實(shí)現(xiàn)與運(yùn)用進(jìn)行了論述。結(jié)果表明，運(yùn)動(dòng)生理學(xué)題庫自動(dòng)組卷系統(tǒng)可高效地通過參數(shù)設(shè)置等功能實(shí)現(xiàn)試卷的自動(dòng)生成，同時(shí)系統(tǒng)還帶有手動(dòng)修改組題功能，有利于實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)生理學(xué)出卷自動(dòng)化、科學(xué)化和規(guī)范化。

運(yùn)動(dòng)生理學(xué)；試題庫；自動(dòng)組卷

運(yùn)動(dòng)生理學(xué)是大學(xué)體育所有專業(yè)的主干核心課程之一，其知識(shí)體系內(nèi)容可為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和體育鍛煉提供科學(xué)的理論知識(shí)支撐與指導(dǎo)。運(yùn)動(dòng)生理學(xué)教學(xué)效果的好壞直接影響體育相關(guān)人才的培養(yǎng)質(zhì)量?？荚囎鳛楹饬窟\(yùn)動(dòng)生理學(xué)教學(xué)效果的重要手段，一方面既可方便教師了解學(xué)生對知識(shí)掌握程度，教師亦可通過考試調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和改進(jìn)教學(xué)方法等。當(dāng)前，運(yùn)動(dòng)生理學(xué)考試中的傳統(tǒng)出卷是一種較為繁雜的腦力和體力勞動(dòng)，教師不但面臨龐大的任務(wù)量，同時(shí)試題的難度、題量等均難以把控，從而很難形成較為有效的試題庫，給教師和學(xué)生帶來諸多的問題和困難。因此，改革運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的出題模式勢在必行。迄今為止，學(xué)界雖然對大學(xué)考試中的試題庫管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)試題庫等已有不少研究，但均因安全與維護(hù)、價(jià)格昂貴、題型老套、內(nèi)容無法更新、參數(shù)無法設(shè)置、試卷輸出后需二次排版等諸多缺陷而難以推廣。相對而言，學(xué)者對體育試題庫系統(tǒng)開發(fā)雖有所研究，但相對其他學(xué)科過于緩慢和單一，大多數(shù)僅停留于單純的開發(fā)層面，不能真正投入教學(xué)使用。鑒于此，本研究以Microsoft Access，Net Framework，及C#為開發(fā)環(huán)境，以體育院校通用教材《運(yùn)動(dòng)生理學(xué)》（2012）和《運(yùn)動(dòng)生理學(xué)習(xí)題集》（2005）為參考，研究設(shè)計(jì)《運(yùn)動(dòng)生理學(xué)》考試題庫自動(dòng)組卷系統(tǒng)，旨在為高校運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的教學(xué)相關(guān)工作提供借鑒與參考。

1 運(yùn)動(dòng)生理學(xué)試題庫自動(dòng)組卷相關(guān)理論

為提高試題庫系統(tǒng)的質(zhì)量，運(yùn)動(dòng)生理學(xué)題庫系統(tǒng)建設(shè)時(shí)需對題目進(jìn)行難度、區(qū)分度、信度、效度的選取。首先，難度是指試題的難易程度，可分為相對和絕對難度。絕對難度是題目自身的難度系數(shù)，錄入時(shí)可將試題劃分成難、中、易等三個(gè)等級(jí)。相對難度主要是指在自動(dòng)產(chǎn)生答卷后，系統(tǒng)按照對應(yīng)的公式獲得的難度系數(shù)。一般而言，試卷的難易可通過難度系數(shù)和平均分綜合加以衡量，學(xué)生分?jǐn)?shù)應(yīng)趨于正態(tài)分布，以確保測試真實(shí)而可靠。其次，區(qū)分度是指試題區(qū)別應(yīng)試者能力的度量。試題的區(qū)分度往往用來判斷試卷質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此，運(yùn)動(dòng)生理學(xué)試題的選擇應(yīng)盡量選擇區(qū)分度較高的。再次，信度是指測驗(yàn)結(jié)果的一致性、穩(wěn)定性以及可靠性。通常情況下，以內(nèi)部一致性來衡量該測驗(yàn)信度的高低。信度系數(shù)越高則說明測驗(yàn)結(jié)果越一致、穩(wěn)定與可靠[1]。最后，效度即考試成績的有效性，是指每次測試對被試者能力表現(xiàn)的有效性，測量結(jié)果與被考察的內(nèi)容匹配的越緊密，則效度越高；相反，則越低。

2 運(yùn)動(dòng)生理學(xué)試題庫自動(dòng)組卷的遵循原則

運(yùn)動(dòng)生理學(xué)試題庫自動(dòng)組卷的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循科學(xué)性、適用性、安全性、開放性和可擴(kuò)充性等原則。其一、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)試卷應(yīng)堅(jiān)持基本考試命題標(biāo)準(zhǔn)，知識(shí)點(diǎn)的劃分應(yīng)以教學(xué)大綱規(guī)定的范圍為依據(jù)。要求能夠做到既反映重點(diǎn)，又照顧全面，兼顧試題的數(shù)量和質(zhì)量。試題規(guī)模理應(yīng)確保大部分學(xué)生可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成為佳，而就質(zhì)量而言，應(yīng)充分分析教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際，確保全面適應(yīng)于學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)和接受情況。其二、實(shí)用性是運(yùn)動(dòng)生理學(xué)題庫管理系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)的最基本要求。根據(jù)教學(xué)的實(shí)際，滿足不同層次學(xué)生的運(yùn)動(dòng)生理學(xué)考試要求。題庫建立后，利用計(jì)算機(jī)命題組卷，靈活方便，教師或教務(wù)工作人員可通過在線查詢的形式查詢試題和組卷。其三、試題庫的安全保證是一切工作的前提。為確保數(shù)據(jù)的安全可靠，運(yùn)動(dòng)生理學(xué)題庫組卷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)明確訪問權(quán)限。在試題庫編制和組卷過程時(shí)，用戶只有完成身份驗(yàn)證后才能夠進(jìn)入系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)試題的修改和抽題組卷操作。最后，由于科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，新的方法和理論不斷更新，因此，運(yùn)動(dòng)生理學(xué)試題庫自動(dòng)組卷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須具備開放性和可擴(kuò)充性功能，賦予用戶編輯和更改試題的權(quán)力[2]。

圖1 運(yùn)動(dòng)生理學(xué)試題庫自動(dòng)組卷系統(tǒng)整體框架

3 運(yùn)動(dòng)生理學(xué)試題庫自動(dòng)組卷系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與整體結(jié)構(gòu)

本研究系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要基于Microsoft Access，Net Framework與C#等三個(gè)環(huán)境。其中，Access和Net Framework分別是微軟辦公套件自帶的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和代碼編程模型。而C#綜合了VB的可視化操作和C++的高運(yùn)行效率，以強(qiáng)大的操作能力、優(yōu)雅的語法風(fēng)格、創(chuàng)新的語言特性成了NET開發(fā)的首選語言[3]。開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，本研究依據(jù)教師需求、安全管理、參數(shù)設(shè)置、自動(dòng)組卷、及滿足多門課程需求等綜合要求[4]，本研究系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。課程管理功能支持在子目錄下各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的錄入功能。根目錄管理使得本系統(tǒng)可適用于多個(gè)課程、多個(gè)專業(yè)及不同層次學(xué)生需求。題庫管理中一般以4-7種題型為宜，主觀和客觀題需合理搭配與平衡。試卷管理中可按組卷策略及預(yù)期參數(shù)從題庫中抽取試題，試卷生成后，系統(tǒng)還可將所抽試題和對應(yīng)的解答根據(jù)實(shí)際編排要求輸出，并可在此基礎(chǔ)上實(shí)施刪改、保存或打印等系列操作。

4 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和運(yùn)用

4.1 用戶登錄

對用戶登錄模塊而言，新用戶申請賬號(hào)后才可按用戶名和密碼登錄系統(tǒng)，其核心意義便在于保障系統(tǒng)的安全性和可靠性[5]。之后用戶登入成功后，主界面將呈現(xiàn)用戶管理模塊、科目管理模塊、題庫管理模塊、試卷模塊和注銷系統(tǒng)以及退出系統(tǒng)模塊。鑒于不同用戶在題庫建設(shè)過程中的不同角色，為保證系統(tǒng)的安全性，本研究的系統(tǒng)把用戶分為系統(tǒng)管理員和普通用戶。系統(tǒng)管理員可對其他用戶進(jìn)行管理，如設(shè)定其他用戶名、密碼、權(quán)限和聯(lián)系方式等基本信息，還可對題庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、添加、刪除、修改等操作。

4.2 課程錄入

本研究系統(tǒng)的科目管理中，可實(shí)現(xiàn)支持根目錄，子目錄以及其下各章節(jié)。各知識(shí)點(diǎn)的錄入功能支持不同專業(yè)及其課程錄入。就筆者所在單位而言，可錄入體育教育、社會(huì)體育、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練等不同專業(yè)要求的課程題庫，以及錄入某特定專業(yè)的不同課程，如體育概論等。本研究為了建立一個(gè)相對比較完善的試題庫，筆者在對運(yùn)動(dòng)生理學(xué)大綱進(jìn)行整體把握的情況下，以體育教育專業(yè)學(xué)生為對象，將運(yùn)動(dòng)生理學(xué)劃分為二十二章節(jié)（見圖2），每一章節(jié)的題型設(shè)計(jì)有單項(xiàng)選擇、判斷題、名詞解釋、簡答題、及論述等題型，將題目劃分為難、中、易三層次，從而盡可能地使整個(gè)題庫系統(tǒng)較充實(shí)完整，為之后的在線自動(dòng)組卷打下基礎(chǔ)[6]。

圖2 系統(tǒng)錄入章節(jié)界面

4.3 試題庫錄入

題庫管理主要包括題庫新增和題庫查詢功能，新增功能是指可對同一科目根據(jù)不同對象而設(shè)置不同的題庫；查詢功能則是根據(jù)科目名稱，查找對應(yīng)的題庫?？碱}信息主要包括客觀題信息和主觀題信息兩種（圖3）。在題庫已建的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)具備擴(kuò)充性功能，可刪除、更改和新增試題（圖4）。本研究以建立一套于體育教育的運(yùn)動(dòng)生理學(xué)試題庫為目的，在整理并錄入現(xiàn)有試題的基礎(chǔ)上，不斷完善和擴(kuò)充試題庫。而在知識(shí)點(diǎn)錄入時(shí)，題型選定后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)顯示題庫數(shù)量及標(biāo)號(hào)，便于查看及標(biāo)識(shí)，并增加錄入答案功能，且試卷生成后將顯示答案，有利于教師閱卷。

圖3 系統(tǒng)題型錄入界面

圖4 系統(tǒng)題庫更改界面

4.4 試卷生成

圖5 系統(tǒng)試卷生成界面

本系統(tǒng)將通過科目選擇、題庫來源、難易度設(shè)置、以及對各題型的數(shù)量和分值進(jìn)行把握而生成試卷（圖5）。一方面，出題者賦予出題的參數(shù)，如章節(jié)、題型、難度和總分等，系統(tǒng)將通過一系列的組卷算法自動(dòng)生成成套試卷，此為系統(tǒng)自動(dòng)組卷。另一方面，該系統(tǒng)亦可手動(dòng)組卷：教學(xué)管理人員或授課教師按照出題藍(lán)圖在題庫中選題而生成成套試卷。當(dāng)所生成的試卷不符合出卷要求時(shí)，可通過手動(dòng)更改對題目進(jìn)行修改。以本本研究的運(yùn)動(dòng)生理學(xué)為例，在設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)后，如果生成的試卷覆蓋點(diǎn)較低，或生成試卷不能滿足教師要考核的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師便可點(diǎn)擊手動(dòng)選擇對試卷進(jìn)行修改。試卷生成后可先預(yù)覽，此時(shí)可見試卷選定的具體題目及其來源章節(jié)，在不改變題型的情況下，教師可選擇題庫中任意題目給予代替。以下圖6為例，教師如需對第一章難易度為中的三聯(lián)管由什么構(gòu)成的選擇題進(jìn)行替換，則需要選中該題，點(diǎn)擊手動(dòng)選擇，系統(tǒng)則將立刻顯示所有可用于替換的題目。最后，試題生成并確定后，該套試卷將自動(dòng)保存于試卷一覽里面，之后點(diǎn)擊“下載”按鈕，便可將其下載至本機(jī)或者直接打印。

圖6 系統(tǒng)試卷手動(dòng)更改界面

5 結(jié)語

運(yùn)動(dòng)生理學(xué)課程是體育專業(yè)的重要核心課程之一，變傳統(tǒng)組卷為系統(tǒng)自動(dòng)組卷是新時(shí)代技術(shù)信息發(fā)展的必然趨勢，是提高教學(xué)效果和工作效率的本質(zhì)要求。創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)生理學(xué)題庫自動(dòng)組卷系統(tǒng)不但能夠有效地節(jié)約人力，還可推動(dòng)考試向規(guī)范化、科學(xué)化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的教考分離。本研究中創(chuàng)建的運(yùn)動(dòng)生理學(xué)題庫自動(dòng)組卷系統(tǒng)具有較好地穩(wěn)定和安全性能，可操作性強(qiáng)，有利于運(yùn)動(dòng)生理學(xué)課程教學(xué)的深化改革和教學(xué)質(zhì)量的提升。

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Design and Implementation of Automatic Examination Paper System for Sports Physiology

WU Xiuhua, etal.

(Gannan Normal University, Ganzhou 341000, Jiangxi, China)

贛南師范大學(xué)2016年學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（201613）。

吳秀華（1978—），講師，研究方向：體育教學(xué)與運(yùn)動(dòng)健康促進(jìn)。

黃興裕（1976—），博士，副教授，研究方向：運(yùn)動(dòng)生理教學(xué)。