基于网络环境的题库系统优化研究

黄静 赵洁 闫薇

(东北农业大学，黑龙江哈尔滨150030)

基于网络环境的题库系统优化研究

黄静 赵洁 闫薇

(东北农业大学，黑龙江哈尔滨150030)

题库系统是重要的现代教学工具，针对当前单机版题库系统的缺陷，引入了基于网络环境的题库系统优化思路，并重点设计了包括试题优化、结构优化、权限控制和系统优化在内的四维一体化优化方案，旨在为题库系统的优化设计与动态管理提供参考。

题库系统;优化;网络环境

本文着重从题库试题优化、结构优化、权限控制和系统优化四个方面介绍题库系统的优化，以此提高题库系统的实用价值。

一、试题优化

题库是按照一定的教育测量理论，利用计算机技术在计算机系统中实现的某个学科题目的集合，并在精确的数学模型基础上建立起来的教育测量工具。在优化题库试题时应遵循一定的原则:从形式上看，试题应保证题目无歧义且答案明确;就内容而言，试题应符合《考试大纲》对试题深度和广度的要求;以效用的角度分析，试题的难度和区分度应是准确可信的;另外，其他优化准则用户可根据课程实际情况进行调整。针对优化的基本原则，网络版题库试题优化主要侧重于三方面内容。

1．根据《考试大纲》优化题库试题

《考试大纲》每经过一段时间都会进行一些变动，如增加考试内容、修改知识点的掌握程度(掌握程度一般分为:熟悉、理解和了解)，应及时根据新大纲优化试题库。

2．更新试题的难度和区分度

难度是反映试题难易程度的重要指标，通常用考生在该题上的得分率P表示，取值范围在0到1之间。区分度是指试题对不同水平的考生加以区分或鉴别的能力，区分度通常用全体考生在该题上的得分与试卷总分之间的相关系数R表示，－1＜R＜1［3］。难度和区分度是抽题、组卷过程中的重要参考指标，每次考试后，应用统计分析模块对每道试题的难度和区分度进行计算，并更新它们的值，这样也达到了优化试题的目的。另外，根据难度系数和区分度还可以删除一些试题，难度值为0或1(所有考生都不会做的试题难度值用0表示，所有考生都会做的试题难度值用1表示)的试题，还有区分度小于0的试题，都属于不合格试题，是没有考查价值的，所以应该及时删除。

3．根据用户反馈的信息对试题进行相应的变动

通过用户反馈可以发现更多的试题漏洞或错误，这是通过考试得出的有价值的优化信息。

网络版题库试题优化示意图

有权限的用户可以根据《教学大纲》、试题难度与区分度、用户反馈等可变信息对题库中的试题进行改进，这是网络平台下题库系统的优势，题库中的试题将得到及时的更新与优化，如图所示。

二、结构优化

网络版题库系统的目的就是通过网络使试题资源得到全面的共享，而当一个题库系统投入使用后，常常会出现这样一种情况:该题库系统只适用于某一类考生，这种局限性影响了题库系统的适用范围和效用。通过调查发现，不同的考查对象具有不同的教材、《考试大纲》以及考查重点等，这就要求网络版题库系统能根据不同考查对象来选择与之相对应的试题参数，使之切实有效地服务于更多的考查目的。在传统题库系统设计的基础上，通过结构调整，在试题存储的设计上做出改进，可以满足以上需求，其优化方案时具体分两步进行。

1．对录入题库的试题进行编号

考虑到不同的学校选用的教材多种多样，在试题编号过程中将课程内容划分为知识块和知识点两个部分，应用知识块和知识点为每道试题编号，这样就不用拘泥于各个教材中章节的限制，可以为所有的考查对象所用。不同的学校考试前，由教师根据课程的具体特点和《教学大纲》安排选择重要的知识单元、试题类型等参数，对试题库中的试题进行抽取后，自动生成试卷。其中知识块的编码由标题前四位(或少于四位)拼音首字母的大写形式表示，知识点的编码由标题前四位(或少于四位)拼音首字母的小写形式表示，题号直接用数字表示即可，将大写字母、小写字母和数字连接构成的字符串就是一道试题的编号。以《Visual Basic程序设计》为例，知识块“面向对象编程”的“控件”知识点中的第五道试题，我们可将其编号为:MXDXkj5。

2．利用冗余字段优化试题结构

经过调查发现，大多数的题库采用一个数据表对试题及其描述信息进行存储，本文则认为应当将试题描述信息和试题分开存储，再通过“试题编号”字段将两个表关联起来。试题表(如表1)只负责记录试题的题目内容和答案，该表中的“试题编号”是对不同的试题加以区分;描述信息表(如表2)中记录的是反映试题难易程度、区分度等参数信息，该表中的“试题编号”与试题表中的“试题编号”一一对应。这种描述信息和试题分开存储的模式，对于个性化试题来说看不出优点所在，但对于试题库中的公用试题，它们可以用于考查不同的对象，且根据考查对象不同设定试题的难度、区分度等参数。这时，在描述信息表中我们用多条记录进行存储，这几条记录有相同的“试题编号”，这样在试题表中指定的是同一道试题，其他参数可以根据《考试大纲》的要求进行个性化设定。对试题进行编号和冗余字段的利用有效调整了试题存储结构，并从根本上解决了题库系统可以服务于所有考查对象的难点。

表1 试题(ST)表

表2 描述信息(MSXX)表

三、权限控制

网络版题库系统是一个多用户、权限分配复杂的系统，采用基于角色的访问控制方法，引入角色(作为中间件)——分别与用户和权限形成多对多的关系，实现了用户和权限的逻辑分离，使题库系统的用户管理分级化。用户管理功能是对使用网络试题库的用户进行登记造册、密码口令验证、用户身份识别等一系列安全管理活动。根据系统的使用情况，将用户角色分成三类:管理员用户(系统的管理者)、教师用户(系统的使用者和部分功能的管理者)和学生用户(系统的使用者)三类。角色的划分简化了权限的管理，用户被分配角色的同时获得相应的权限，当某个用户权限发生变化时，可以通过指派另一角色来实现权限的变更;当某类用户的职能有变动时，直接对该类用户的角色进行重新授权即可。

本系统在设计中将教师角色划分为“专题主管教师”和“普通教师”两个子角色。以某高校《Visual Basic程序设计》为例，专题主管教师是该校VB题库的负责人，可以对试题库中的试题进行添加、修改、删除操作，而其他普通VB教师只有提供修改意见的权力，由主管教师统一进行审核及更新，这种设计有效地避免了冲突的发生。当然，普通教师也可以应用本系统进行个性化考核(如章节测验、期中测试等)，所以我们为每个普通教师用户建立了个人数据库，普通教师可直接把题库系统中的试题导入其个人数据库，再进行相应的更改。这样既方便了普通教师灵活使用试题库，又不会破坏题库系统中的原始数据。

四、性能优化

网络版题库系统是基于“客户机、网络系统服务器、数据库服务器”三层结构的系统，浏览器端通过网络对服务器端数据提出请求，服务器接收请求后做出相应的响应，再回传到浏览器端，即浏览器通过WEB服务器与数据库进行交互。对数据库来说，当一个用户退出一个页面又重新请求该页面时，需要两次访问数据库，当多个用户同时请求操作数据库中的数据时，数据库将被频繁访问，这势必降低系统的反应速度和用户的访问效率，影响系统的性能。缓存的设立可以大幅提高系统的访问效率，减少对数据库的频繁访问，通过设立缓存的方法对系统性能进行优化。在浏览器和服务器之间设立缓存，当浏览器端用户请求访问数据时，服务器首先检查缓存中是否存在该请求的数据，如果存在，则直接将数据回传给浏览器端;如果不存在，则向数据库发出数据访问请求，回传数据的同时将数据存入缓存中。当缓存中的数据已满，并有新的数据请求时，可采用最近最少使用近似的算法，将缓存中长时间没有使用的数据替换掉。这种优化方法避免了对数据库的重复访问，减轻了数据库的压力，有效地提高了题库系统的性能。

五、结论

本文提出了在网络环境下对题库系统的优化方案。优化题库中的试题时，主要以《教学大纲》、试题难度与区分度、用户反馈等可变信息为依据，令试题更具考核价值;在结构调整方面，通过设计试题编号和改变试题存储结构实现题库结构的优化;在权限控制方面，采用基于角色的访问控制方法并实行角色细化，避免了冲突;在性能优化方面，通过设立缓存的方法减少了对数据库的访问次数，优化了系统的性能。本文的研究可为高校题库系统的动态优化提供重要的理论方法支持。

［1］教育部现代远程教育资源建设委员会．现代远程教育资源建设技术规范［M］．北京:北京师范大学，2000:10－11．

［2］邓国庆．谈标准化试题库建设［J］．石油教育，2008 (4):27－28．

［3］余仁胜．综合利用试题的难度和区分度评价试卷质量［J］．中国考试，1998(5):19－22．

［4］王宏军，王航宇．基于Web的网络试题库系统研究［J］．电子设计工程，2009(7):118－120．

［5］吴继栋．浅论计算机缓存的工作机制［J］．计算机信息技术，2007(33):413－414．

Research on Optimizing Item Bank System Based on Network

Huang Jing，Zhao Jie，Yan Wei
(Northeast Agricultural University，Harbin Heilongjiang 150030)

Item bank system is an important modern teaching tool．Aiming at the shortcomings of the current stand－alone version，the paper introduces the optimization idea of item bank system based on network，and focuses on the designing of four－dimensional integrated optimization scheme，including test questions optimization，structural optimization，access control and system optimization，in order to provide reference for the optimization design and dynamic management of item bank system．

item bank system，optimization，network

G642.474

A

1672-3805(2012)02-0058-03

2011－10－10

黄静(1981－)，女，黑龙江哈尔滨人，东北农业大学工程学院讲师，硕士研究生;研究方向:农业信息化与决策支持系统