基于方正书版的通用试题库设计

胡能发 (韩山师范学院数学与信息技术学院,广东潮州521041)

方正书版在排版中具有突出的优点[1-4],但如何将它的排版优点应用于试题库的设计中,使其与试题库进行有效地结合,来构建含有大量科技类型试题的试题库,为解决目前高校缺乏通用试题库特别是理科类试题库较少的现状,具有十分重要的意义。

1 试题库的主要功能结构

一般来说,教师在出考试试题之前,首先要明确考试对象、考试科目、考试范围,在具体出题过程中,还要不断地对考试难度进行相应地修改,使难度控制在教学大纲规定的合适的水平上,并对每一道试题确定分数,给出参考答案和评分标准。在考试结束后,教师还要评分、统计,并按一定比例将平时成绩和考试成绩合并为学生总评成绩,然后写出质量分析报告,并将成绩册上交有关人员。作为教学管理人员,还要对教师送交上来的成绩进行统一登记处理,并打印学生成绩通知单和补考或重修通知书。

从系统的功能来看,试题库系统应具有录入、修改、删除试题的能力,能自动从现有试题库中生成考试试卷,并自动或手动设置试题的难度系数,标记每道试题分数等。此外,系统还应该为学生提供一定的学习案例,并具有远程操作能力。试题库管理员有权进行试题的添加、删除、更新等操作,教师可生成试题及答案,并将考试结果写成质量分析报告,更新试题用例可通过质量分析用例对试题库中的部分记录进行更新。例如某道试题考试后大多数学生得分情况与试题库中的难度系数不匹配,则可由系统自动修改相应的难度系数。

2 试题库的结构

试题库数据存储于基于Microsoft SQL Server 2000建立的数据库中,以二维表格形式描述实体之间的关系,其中各数据表的主要字段有编号、题目、答案、题型、难度、知识点、分数等。存储试题时,把每道题目及其属性字段存储在表格中的一条记录中,并为每道题自动编号,将其设置为主键。由于方正系统的小样文件中存在着在数据库中不可显示的字符,而且在组版时书版文件、版心说明等排版参数在一个扩展名为.pro的文件中设置,因此,题目及答案可以单独存放于数据库字段之外,而在数据库中只须存放题目文件名及答案文件名即可。这样处理的目的,一是为了将小样文件的语法错误排除在数据库之外,二是为了便于在Web应用程序中,对生成试题的.pro组版文件自动设置参数,最终得到符合用户要求的试卷及其参考答案和评分标准。

3 系统设计

3.1 Web数据库应用程序的体系结构

基于方正书版和C#语言的网络通用试题库系统采用B/S模式 (游览器/服务器模式)建立,所有的应用程序和服务程序及数据库都存储在服务器上,系统基于Microsoft Visual Studio.NET 2003平台进行开发,客户端只须通过浏览器访问服务器主页即可。Web数据库应用程序由Web服务器、服务器组件、数据库服务器和浏览器构成 (见图1)。首先由Web浏览器向Web服务器发出请求,Web服务器查找该页并将其传递给应用程序服务器,应用程序服务器查找并执行该页中的动态指令,然后将其查询命令发送给数据库服务器,数据库服务器将查询结果返回给应用程序服务器,应用程序服务器将数据插入页中,然后传递给 Web服务器,最后Web服务器将完成的页发给请求的Web浏览器。

图1 试题库应用程序体系结构

3.2 网络通用试题库系统应用程序的关键技术

系统在Microsoft Visual Studio.NET 2003平台下构建试题库应用程序分2步进行,第1步是Web服务程序的开发,第2步是Web应用程序的开发。其中Web服务程序基于ADO.NET对象模型进行试题库的连接、试题库记录集的读写等操作,其主要操作有插入、删除、更新等,以存储过程的形式存储在SQL Server 2000服务器上。ADO.NET的对象模型由2个部分组成:数据提供程序 (Data Provider)和数据集 (Data Set)。数据提供程序负责与物理数据源的连接,数据集代表实际的数据。这2个部分都可以和数据使用程序通信,如Web Form窗体和Win Form窗体 (见图2)。

图2 ADO.NET对象模型的结构

3.3 数据库的设计

该系统中数据库的主要功能是用来存放试题及答案的小样文件,其次是对应试题的知识点、难度、使用频度等辅助信息。为了防止生成试题大样文件时出现语法错误而造成试题生成失败,因此,数据库中存储的小样文件必须符合方正系统的语法规范。为了确保数据库中小样文件的正确性,在录入数据时将进行系统的第1次扫描,如果此时小样文件有错,将提示用户重新编辑,直到错误完成消除,才完成一次数据的录入。数据库中的主要数据表如下:①试题表 (课程名称,题目编号,题目,答案,题型,难度,知识点,抽取频度),其中课程名称,题目编号为主关键字,题目及答案均指向小样文件,试题表的功能用来存储所有的试题,是系统的核心数据表;②学生表 (学号,姓名,院系,专业,班级),其中学号为主关键字;③抽题表 (题型,题目编号,难度,抽题时间,分值),其中题目编号为主关键字;④试卷表 (试题编号,课程名称,学年度,院系,专业,班级,学期,考试时间,总分,学分,试题,答案),其中试题编号为主关键字,试题、答案均指向大样文件,试卷表的功能用来存储已生成的试卷及对应答案与评分标准,试卷可直接打印输出;⑤练习表 (练习编号,课程名称,学号,总分,练习题,答案),其中练习编号为主关键字,练习题及答案均指向大样文件。

在上述所列举的部分数据表中,有些数据表需要长期保存,例如试题表、试卷表等,而有些数据表则只需相对保存了一段时间即可自行删除。

4 试卷生成

考试试卷与练习题的生成方法一样,只是参数略有不同。以生成一份期末考试试卷为例,其生成过程如下:

1)输入参数:学年度,院系,专业,班级,学期,考试时间,总分;题型总数n,题型1,分数1,小题数1,空行数1,题型2,分数2,小题数2,空行数2,……,题型n,分数n,小题数n,空行数n。

2)按试卷模板将参数学年度、院系、专业、班级、学期、考试时间、题型总数n组板到.pro组版文件中,生成试卷头 (主标题及评分表格),评分表格共有n+2栏。例如当题型总数n为8时,生成的试卷头大样文件格式如图3所示。

韩山师范学院2010～2011学年度第1学期考试试题

图3 试卷头大样文件格式

3)输出所有n道试题的编号、题型及分数,进行pro文件组版。

4)对pro组版文件二次扫描,生成大样文件,存入试卷表。

在上述算法中,试题的抽取可以采取多种算法,最简单的方法是根据试题题型、难度、知识点随机抽取,直到分数等于试题题型要求的分数为止。在抽题时如果抽到抽取频度较高的题目,则通过设置一个随机函数,让其二次选择是否抽取。对于所有本次抽取的题目,其频度均加1。试题表中所有试题频度的初始值均为0。另一种智能化的处理方法是采用遗传算法进行试卷的组织处理[5-7]。

5 结 语

方正书版在众多的文字处理软件中具有显著的优点,其特有的程序化文字处理方式为编程提供了方便,该系统正是利用了这一特点。该试题库系统输出的试卷完全符合方正系统的语法规范,格式美观,满足了含有大量科技类型符号等复杂公式排版的要求,网络环境下操作简单,因此是一种通用试题库平台,为解决目前高校缺乏通用试题库特别是理科类试题库较少的现状提供了方便。

[1]范明虎,孙斌.通用试题库管理系统的设计与实现 [J].计算机工程与设计,2007,28(9):2185-2188.

[2]何燕龙刘新彦.方正书版2008标准教程[M].北京:电子工业出版社,2009:10.

[3]何燕龙.方正书版10.X标准教程 [M].北京:电子工业出版社,2007:7.

[4]李佰珍,王昌琼.Word文档图片在方正排版前的导出与处理 [J].江汉石油职工大学学报,2006,19(6):86-88.

[5]闭应洲,苏德富,陈宁江.基于矩阵编码的遗传算法及其在自动组卷中的应用 [J].计算机工程,2003,29(6):73-75.

[6]全惠云,范国闯,赵霆雷.基于遗传算法的试题库智能组卷系统研究[J].武汉大学学报 (自然科学版),1999,45(5):758-760.

[7]孟祥娟,王俊峰,曹锦梅.利用遗传算法实现试题库自动组卷问题 [J].计算机系统应用,2010,19(1):180-184.