《运动生理学》试题库自动组卷系统的设计与实现*

吴秀华 徐凯星 黄兴裕

《运动生理学》试题库自动组卷系统的设计与实现*

吴秀华1徐凯星2黄兴裕3

（1.赣南师范大学 科技学院, 江西 赣州 341000；2.江西省乐平第一中学，江西 乐平 333300；3.赣南师范大学 体育学院，江西 赣州 341000）

传统出题的工作量大，试卷难易度与区分度难以把握。为有效解决此问题，文章以现代教育测量理论为基础，在Access，Net Framework与C#等环境下提出运动生理学题库自动组卷系统的设计和构建，对系统设计的理论、原则、环境、框架、实现与运用进行了论述。结果表明，运动生理学题库自动组卷系统可高效地通过参数设置等功能实现试卷的自动生成，同时系统还带有手动修改组题功能，有利于实现运动生理学出卷自动化、科学化和规范化。

运动生理学；试题库；自动组卷

运动生理学是大学体育所有专业的主干核心课程之一，其知识体系内容可为运动训练和体育锻炼提供科学的理论知识支撑与指导。运动生理学教学效果的好坏直接影响体育相关人才的培养质量。考试作为衡量运动生理学教学效果的重要手段，一方面既可方便教师了解学生对知识掌握程度，教师亦可通过考试调整教学进度和改进教学方法等。当前，运动生理学考试中的传统出卷是一种较为繁杂的脑力和体力劳动，教师不但面临庞大的任务量，同时试题的难度、题量等均难以把控，从而很难形成较为有效的试题库，给教师和学生带来诸多的问题和困难。因此，改革运动生理学的出题模式势在必行。迄今为止，学界虽然对大学考试中的试题库管理系统和网络试题库等已有不少研究，但均因安全与维护、价格昂贵、题型老套、内容无法更新、参数无法设置、试卷输出后需二次排版等诸多缺陷而难以推广。相对而言，学者对体育试题库系统开发虽有所研究，但相对其他学科过于缓慢和单一，大多数仅停留于单纯的开发层面，不能真正投入教学使用。鉴于此，本研究以Microsoft Access，Net Framework，及C#为开发环境，以体育院校通用教材《运动生理学》（2012）和《运动生理学习题集》（2005）为参考，研究设计《运动生理学》考试题库自动组卷系统，旨在为高校运动生理学的教学相关工作提供借鉴与参考。

1 运动生理学试题库自动组卷相关理论

为提高试题库系统的质量，运动生理学题库系统建设时需对题目进行难度、区分度、信度、效度的选取。首先，难度是指试题的难易程度，可分为相对和绝对难度。绝对难度是题目自身的难度系数，录入时可将试题划分成难、中、易等三个等级。相对难度主要是指在自动产生答卷后，系统按照对应的公式获得的难度系数。一般而言，试卷的难易可通过难度系数和平均分综合加以衡量，学生分数应趋于正态分布，以确保测试真实而可靠。其次，区分度是指试题区别应试者能力的度量。试题的区分度往往用来判断试卷质量的重要标准。因此，运动生理学试题的选择应尽量选择区分度较高的。再次，信度是指测验结果的一致性、稳定性以及可靠性。通常情况下，以内部一致性来衡量该测验信度的高低。信度系数越高则说明测验结果越一致、稳定与可靠[1]。最后，效度即考试成绩的有效性，是指每次测试对被试者能力表现的有效性，测量结果与被考察的内容匹配的越紧密，则效度越高；相反，则越低。

2 运动生理学试题库自动组卷的遵循原则

运动生理学试题库自动组卷的设计应遵循科学性、适用性、安全性、开放性和可扩充性等原则。其一、运动生理学试卷应坚持基本考试命题标准，知识点的划分应以教学大纲规定的范围为依据。要求能够做到既反映重点，又照顾全面，兼顾试题的数量和质量。试题规模理应确保大部分学生可在规定时间内完成为佳，而就质量而言，应充分分析教学内容的实际，确保全面适应于学生的实际学习和接受情况。其二、实用性是运动生理学题库管理系统的开发设计的最基本要求。根据教学的实际，满足不同层次学生的运动生理学考试要求。题库建立后，利用计算机命题组卷，灵活方便，教师或教务工作人员可通过在线查询的形式查询试题和组卷。其三、试题库的安全保证是一切工作的前提。为确保数据的安全可靠，运动生理学题库组卷系统的设计应明确访问权限。在试题库编制和组卷过程时，用户只有完成身份验证后才能够进入系统，以实现试题的修改和抽题组卷操作。最后，由于科学技术不断发展，新的方法和理论不断更新，因此，运动生理学试题库自动组卷系统的设计必须具备开放性和可扩充性功能，赋予用户编辑和更改试题的权力[2]。

图1 运动生理学试题库自动组卷系统整体框架

3 运动生理学试题库自动组卷系统开发环境与整体结构

本研究系统的设计主要基于Microsoft Access，Net Framework与C#等三个环境。其中，Access和Net Framework分别是微软办公套件自带的数据库系统和代码编程模型。而C#综合了VB的可视化操作和C++的高运行效率，以强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性成了NET开发的首选语言[3]。开发设计时，本研究依据教师需求、安全管理、参数设置、自动组卷、及满足多门课程需求等综合要求[4]，本研究系统的整体结构如图1所示。课程管理功能支持在子目录下各章节知识点的录入功能。根目录管理使得本系统可适用于多个课程、多个专业及不同层次学生需求。题库管理中一般以4-7种题型为宜，主观和客观题需合理搭配与平衡。试卷管理中可按组卷策略及预期参数从题库中抽取试题，试卷生成后，系统还可将所抽试题和对应的解答根据实际编排要求输出，并可在此基础上实施删改、保存或打印等系列操作。

4 系统的实现和运用

4.1 用户登录

对用户登录模块而言，新用户申请账号后才可按用户名和密码登录系统，其核心意义便在于保障系统的安全性和可靠性[5]。之后用户登入成功后，主界面将呈现用户管理模块、科目管理模块、题库管理模块、试卷模块和注销系统以及退出系统模块。鉴于不同用户在题库建设过程中的不同角色，为保证系统的安全性，本研究的系统把用户分为系统管理员和普通用户。系统管理员可对其他用户进行管理，如设定其他用户名、密码、权限和联系方式等基本信息，还可对题库的数据进行查询、添加、删除、修改等操作。

4.2 课程录入

本研究系统的科目管理中，可实现支持根目录，子目录以及其下各章节。各知识点的录入功能支持不同专业及其课程录入。就笔者所在单位而言，可录入体育教育、社会体育、运动训练等不同专业要求的课程题库，以及录入某特定专业的不同课程，如体育概论等。本研究为了建立一个相对比较完善的试题库，笔者在对运动生理学大纲进行整体把握的情况下，以体育教育专业学生为对象，将运动生理学划分为二十二章节（见图2），每一章节的题型设计有单项选择、判断题、名词解释、简答题、及论述等题型，将题目划分为难、中、易三层次，从而尽可能地使整个题库系统较充实完整，为之后的在线自动组卷打下基础[6]。

图2 系统录入章节界面

4.3 试题库录入

题库管理主要包括题库新增和题库查询功能，新增功能是指可对同一科目根据不同对象而设置不同的题库；查询功能则是根据科目名称，查找对应的题库。考题信息主要包括客观题信息和主观题信息两种（图3）。在题库已建的基础上，系统具备扩充性功能，可删除、更改和新增试题（图4）。本研究以建立一套于体育教育的运动生理学试题库为目的，在整理并录入现有试题的基础上，不断完善和扩充试题库。而在知识点录入时，题型选定后系统会自动显示题库数量及标号，便于查看及标识，并增加录入答案功能，且试卷生成后将显示答案，有利于教师阅卷。

图3 系统题型录入界面

图4 系统题库更改界面

4.4 试卷生成

图5 系统试卷生成界面

本系统将通过科目选择、题库来源、难易度设置、以及对各题型的数量和分值进行把握而生成试卷（图5）。一方面，出题者赋予出题的参数，如章节、题型、难度和总分等，系统将通过一系列的组卷算法自动生成成套试卷，此为系统自动组卷。另一方面，该系统亦可手动组卷：教学管理人员或授课教师按照出题蓝图在题库中选题而生成成套试卷。当所生成的试卷不符合出卷要求时，可通过手动更改对题目进行修改。以本本研究的运动生理学为例，在设置相应的参数后，如果生成的试卷覆盖点较低，或生成试卷不能满足教师要考核的知识点时，教师便可点击手动选择对试卷进行修改。试卷生成后可先预览，此时可见试卷选定的具体题目及其来源章节，在不改变题型的情况下，教师可选择题库中任意题目给予代替。以下图6为例，教师如需对第一章难易度为中的三联管由什么构成的选择题进行替换，则需要选中该题，点击手动选择，系统则将立刻显示所有可用于替换的题目。最后，试题生成并确定后，该套试卷将自动保存于试卷一览里面，之后点击“下载”按钮，便可将其下载至本机或者直接打印。

图6 系统试卷手动更改界面

5 结语

运动生理学课程是体育专业的重要核心课程之一，变传统组卷为系统自动组卷是新时代技术信息发展的必然趋势，是提高教学效果和工作效率的本质要求。创建运动生理学题库自动组卷系统不但能够有效地节约人力，还可推动考试向规范化、科学化发展，实现运动生理学的教考分离。本研究中创建的运动生理学题库自动组卷系统具有较好地稳定和安全性能，可操作性强，有利于运动生理学课程教学的深化改革和教学质量的提升。

[1]廖莉.基于WEB的体育理论试题库的初步研究与开发.2010:13-19.

[2]王绍清，严光银.基于文本格式的题库与试卷自动生成系统研究[J].电脑知识与技术,2008(18): 16-69 .

[3]曾一.试题库中自动组卷的算法及试卷测评策略[J].计算机工程与设计，2006（8）:3024-3027.

[4]孟祥娟.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（1）:180-184.

[5]张琨.基于遗传算法的自动组卷系统的设计与实现[J].计算机工程与科学，2012（5）:178-183.

[6]乌兰图雅.基于量化模型的自动组卷算法研究1[J].内蒙古大学学报（自然科学版），2014（2）:202-207.

Design and Implementation of Automatic Examination Paper System for Sports Physiology

WU Xiuhua, etal.

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

赣南师范大学2016年学位与研究生教育教学改革研究项目（201613）。

吴秀华（1978—），讲师，研究方向：体育教学与运动健康促进。

黄兴裕（1976—），博士，副教授，研究方向：运动生理教学。