基于能力体系和知识体系的试题库及智能组卷系统的设计与实现

胡强 王钟箐

摘要：传统的试题库基于课程章节或课程知识点建设，随着教学改革的不断发展，课程试题及考试应既能反映学生的知识掌握情况，也能反映课程对于学生的能力培养情况。基于这个问题，本课题针对课程培养目标，按照“OBE”的教学理念，对课程的知识点和能力点进行双重分解，开发设计了一个基于能力体系和知识体系的试题库及智能组卷系统，并以《房屋建筑学》课程为例，介绍了该系统运行的实际情况。

关键词：能力体系;知识体系;试题库;智能组卷

中图分类号：TP391    文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）18-0194-03

随着高校教育教学改革的不断发展，专业认证的大力推进，“OBE”的教学理念不断深入人心，课程教学从“传授知识”向“传授知识，培养能力”转变，考试不仅需要检查学生对课程知识的掌握程度，同时需要检查学生的能力培养情况。传统试题库一般基于课程章节或知识点建设，试题与能力培养目标关系不明确，很难通过考试判断课程对于学生的能力培养效果，因此，建设一个基于能力体系和知识体系的试题库及智能组卷系统很有必要。

笔者使用VisualStudio 2015作为程序开发平台，C#作为程序开发语言，SQLServer 2008作为数据库平台，对系统进行了开发。以《房屋建筑学》课程为例，对系统进行了实例应用，建构了课程试题库，进行了实际组卷应用。

1系统总体设计

1.1功能模块设计

系统主要功能模块包括用户管理模块、课程管理模块、智能组卷模块、试卷分析模块，总体框架如图1所示。其中，用户管理模块主要进行用户的授权管理，实现课程独立设置;课程管理模块主要实现对于课程知识体系、能力体系、试题库的管理和建设，并将试题与知识点、能力点进行关联绑定;智能组卷模块则根据课程考核的目标要求，按照试题类型、考试目标知识点、考试目标能力点、试卷分数分布等需求等进行相关设定，进行计算机智能组卷，生成标准试卷、标准试卷答卷;试卷分析模块对试卷进行数据分析，生成制卷分析报告。

1.2系统数据库设计

根据系统功能模块的划分及数据存储的要求，系统设计构建了相关数据表，主要包括用户信息表、课程信息表、知识信息表、能力信息表、试题表、试卷表等，其中，最核心的数据表为知识信息表、能力信息表和试题表。

知识信息表与能力信息表分别存储课程的知识点、能力点。试题表存储该课程的试题内容，包括试题类型、试题题目与答案、关联知识点与能力点、试题状态等。由于每道试题可能考核多个知识点、多个能力点，每个知识点、能力点又可能在不同的试题中得到体现，因此，试题与知识点、能力点之间是N-N的关联关系，其E-R关系图如图2所示。

2模块功能设计与实现

系统的核心功能模块是课程管理模块、智能组卷模块、制卷分析模块，这里一一对其进行详细说明。

2.1课程管理模块

1）知识点模块与能力点模块

在知识点模块中，依托课程章节结构，按照教学大纲的要求，建立树形结构的知识体系，将知识点与章节关联;在能力点模块中，根据课程教学的能力培养要求，亦建立树形结构的能力体系。当知识点、能力点与试题建立对应关系后，通过组卷，可以反映试卷的知识点覆盖情况、能力点考核情况。

笔者依托《房屋建筑学》课程，根据教学大纲对知识点进行了梳理，形成156个知识点，与课程章节相关联;根据培养能力要求，建立了二级能力体系，形成5个一级能力，10个二级能力。《房屋建筑学》课程对应的知识体系、能力体系编辑界面如图3、4所示。

2）试题模块

试题模块主要完成试题的编輯功能，其编辑界面如图5所示。通过点击“编写试题”按钮，按照试题类型，调用相应题型的试题编写程序撰写试题题干与答案;点击“选择知识点”按钮，选择试题考核的课程知识点;点击“选择能力点”按钮，选择试题考核的能力点。试题编辑完成后，将试题存入试题表中，待后期组卷时使用。

2.2智能组卷模块

智能组卷模块通过“题型结构”“知识结构”“能力结构”三个选项页面进行题型与分数设定、考核知识点与数量设定、考核能力点与数量设定。智能组卷的数据设定界面如图6所示。在试卷结构设定完成后，进行数据校核，检查可否正常组卷。校核内容包括：

a.各类题型试题可选数量是否足够;

b.试题总分数与试卷总分数是否相等;

c.考核知识点、能力点是否存在可选试题，可选试题数量是否足够。

2.3制卷分析模块

制卷分析模块对试卷数据进行分析，检查试卷是否达到制卷设定要求，并生成试卷制卷数据分析报告，分析内容包括题型结构、知识点关联度、能力点关联度等。由于试题与知识点、能力点存在N-N关联性，因此，最终生成试卷考核的知识点和能力点关联试题数将超过组卷设定的目标数量设定。以《房屋建筑学》课程试卷为例，制卷设定为考核知识点105个、考核能力点20个次，试卷分析报告显示，试卷实际关联知识点134个，能力点58个次。

3结论

利用软件开发工具和数据库技术，系统实现了对课程知识点和能力点的双重分解，建立了基于知识体系和能力体系的试题库，实现了智能组卷、试卷自动生成、制卷数据分析等重要功能。运用此系统生成的试卷进行课程考核，可以明确检查学生对课程知识的掌握情况，检查课程教学对于学生能力培养的达成情况。

参考文献：

[1] 李刚.通用试题库系统设计[J].电脑知识与技术，2017（32）.

[2] 尹贵祥.通用试题库系统的设计[J].现代电子技术，2011（2）.

[3] 凃玲英.题库管理和组卷管理系统[J].价值工程，2017（25）.

[4] 张复初.高校试题库管理系统的设计与开发[J].电子设计工程，2015（12）.

【通联编辑：闻翔军】