《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》試題庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李 磊,仲海洋,王軼卓,許雪松

(大連海事大學(xué),遼寧大連 116026)

《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》試題庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李 磊,仲海洋,王軼卓,許雪松

(大連海事大學(xué),遼寧大連 116026)

介紹了采用Visual Basic語(yǔ)言和Access數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)而成的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)試題庫(kù)系統(tǒng),該系統(tǒng)利用Word作為存儲(chǔ)試題的容器,解決了物理試題錄入中存在的公式、圖片、表格等非文本數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與修改的技術(shù)性問(wèn)題。

試題庫(kù);Visual Basic語(yǔ)言;試卷生成系統(tǒng);自動(dòng)組卷

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科大學(xué)普遍開(kāi)設(shè)的實(shí)踐類必修課程,是高等教育中的重要基礎(chǔ)課程。隨著大學(xué)課程教學(xué)改革的不斷深入,科學(xué)、客觀、準(zhǔn)確地檢查與評(píng)價(jià)這門(mén)課程的教學(xué)質(zhì)量,對(duì)于指導(dǎo)、管理這門(mén)課程的教學(xué)工作具有重要意義。但是,與大學(xué)物理理論課程不同,由于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材制約的特點(diǎn),導(dǎo)致各個(gè)大學(xué)院校開(kāi)設(shè)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程千差萬(wàn)別,使試題庫(kù)系統(tǒng)的研制和使用受到很大限制,因此,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程很少使用試題庫(kù)。這造成了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的管理與評(píng)價(jià)更加困難,似乎缺乏客觀、有效、可靠的測(cè)評(píng)依據(jù)。這使大學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的考試方法已經(jīng)成為教學(xué)改革的重點(diǎn),也成為提高教學(xué)效率的重要突破口?？茖W(xué)建立試題庫(kù)、實(shí)現(xiàn)教考分離成為解決這個(gè)問(wèn)題根本途徑和有效手段。正是基于這些因素的考慮,我們研制了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)試題庫(kù)系統(tǒng)。

1 試題庫(kù)系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖與功能

1.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的表主要有試題數(shù)據(jù)表、試卷結(jié)構(gòu)表、實(shí)驗(yàn)題目代碼表、試題類型代碼表、知識(shí)點(diǎn)信息代碼表、已用試題數(shù)據(jù)表、試卷信息管理表、系統(tǒng)參數(shù)表、操作員信息表等。試題數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1[1]。

表1 試題數(shù)據(jù)表

2 實(shí)現(xiàn)技術(shù)

2.1 開(kāi)發(fā)工具的選擇

本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具主要有Visual Basic 6.0(VB)、MicrosoftAccess(Access)、Microsoft Word(Word)。

Visual Basic 6.0其界面友好、簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大故頗受使用者青睞,是程序開(kāi)發(fā)者的最佳選擇之一[2]。

在VB編程中,如果要開(kāi)發(fā)小型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),一般選用Access作為數(shù)據(jù)庫(kù)。因?yàn)锳ccess數(shù)據(jù)庫(kù)比較簡(jiǎn)單,功能也比較齊全,數(shù)據(jù)的備份、拷貝都很方便。因此,在功能能夠滿足要求的條件下,Access數(shù)據(jù)庫(kù)往往成為一些小型數(shù)據(jù)庫(kù)軟件的首選[3]。

2.2 數(shù)據(jù)存取的解決方案

試題庫(kù)系統(tǒng)不可避免的要處理各種公式、圖片、表格等非文本數(shù)據(jù)。針對(duì)這種情況,一些試題庫(kù)系統(tǒng)采用的是文本和非文本數(shù)據(jù)分開(kāi)存儲(chǔ)的方法,這樣試題錄入和修改就顯得十分麻煩。本題庫(kù)直接用Word作為存入試題的容器來(lái)解決這一問(wèn)題,Word作為目前最流行的圖形化文字編輯處理軟件,它可以處理表格、公式、圖片等多媒體數(shù)據(jù)[4]。因此,用word作為存儲(chǔ)試題信息的容器,不但使試題輸入、修改十分方便,生成后的試卷也可實(shí)現(xiàn)方便的排版、修改和打印操作。實(shí)現(xiàn)思路如下:

(1)為防止操作者不當(dāng)?shù)牟僮髟斐稍囶}庫(kù)信息的損壞,系統(tǒng)將存儲(chǔ)試題信息的word文件設(shè)置了訪問(wèn)權(quán)限密碼,從而保證試題庫(kù)文件只能通過(guò)系統(tǒng)程序進(jìn)行相應(yīng)的輸入、修改和刪除操作。

(2)用word作為存儲(chǔ)試題容器的關(guān)鍵是程序如何區(qū)分每個(gè)試題,防止在組卷過(guò)程中進(jìn)行試題的錯(cuò)誤抽取。這里采取的辦法是為每一道試題都設(shè)置唯一的編號(hào),此編號(hào)在錄入試題時(shí),由程序自動(dòng)生成,插入到試題內(nèi)容(答案)前面,以此作為系統(tǒng)抽取試題時(shí)的起始點(diǎn)坐標(biāo)。這里需要解決的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是,試題本身可能就包含相應(yīng)的數(shù)字信息,因此如何區(qū)分編號(hào)與試題中的數(shù)字是程序在抽取試題操作中需要解決的技術(shù)性問(wèn)題,我們采用的方法是選取試題中不可能出現(xiàn)的字符與編號(hào)同時(shí)出現(xiàn)的組合區(qū)分辦法,保證了在試題的抽取操作過(guò)程中,不會(huì)出現(xiàn)試題中的數(shù)字被當(dāng)作試題編號(hào)進(jìn)行錯(cuò)誤操作現(xiàn)象的發(fā)生。例如:

3 試卷生成系統(tǒng)

本系統(tǒng)組卷策略包括自動(dòng)組卷和手工組卷。兩種組卷策略均由計(jì)算機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生試卷并進(jìn)行自動(dòng)排版。

采用自動(dòng)組卷策略時(shí),操作者可對(duì)試卷結(jié)構(gòu)進(jìn)行多方面多層次要求和設(shè)置。即完成如下信息的設(shè)置:(1)試卷中包含的試題題型(選擇、填空、計(jì)算題);(2)每個(gè)題型的試題總數(shù)量(分?jǐn)?shù));(3)試題來(lái)源的實(shí)驗(yàn)題目;(4)被考核的知識(shí)點(diǎn)類型(基本理論、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)原理、數(shù)據(jù)處理);(5)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的難度級(jí)別(基本、中等、難、較難);(6)試題被抽取次數(shù)的限定;(7)生成試卷份數(shù)(1～3份);(8)同時(shí)生成多份試卷時(shí)的試題重復(fù)率。

試卷結(jié)構(gòu)設(shè)置完成后,系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)組卷程序進(jìn)行第一份試卷的抽取。在此采用隨機(jī)優(yōu)化的組卷方法,流程如下:首先以試題類型、實(shí)驗(yàn)題目和試題被抽取次數(shù)參數(shù)為主條件,抽取全部滿足條件的試題;若抽出的試題數(shù)量大于組卷所需總題量(組卷所需總題量=生成試卷份數(shù)＊此類型題設(shè)置數(shù)量),再以知識(shí)點(diǎn)及題量、難度級(jí)別為次條件進(jìn)行抽取;當(dāng)滿足被抽取的試題數(shù)量不小于此知識(shí)點(diǎn)被抽試題總量時(shí)(知識(shí)點(diǎn)被抽試題總量=此知識(shí)點(diǎn)所設(shè)的試題數(shù)量＊試卷份數(shù)),則采用隨機(jī)函數(shù)抽取1道試題,并與本試卷中已經(jīng)抽取的題進(jìn)行比較,保證同一題在一份試卷中只出現(xiàn)一次,抽取出符合要求的題;對(duì)選出的試題加入此試卷已用標(biāo)志,下一份試卷再選時(shí),若所設(shè)重復(fù)率為0,則就不會(huì)再對(duì)此題重復(fù)選用,若所設(shè)重復(fù)率不為0,則以此作相應(yīng)試題重復(fù)率的計(jì)算數(shù)據(jù)。(流程圖見(jiàn)圖2)

若操作者同時(shí)抽取多份試卷(2～3份),則在前一份試卷組卷完成后,下一份試卷生成時(shí),再以兩份試卷的試題重復(fù)率進(jìn)行約束,重復(fù)上面步驟進(jìn)行試卷試題的抽取工作。

人工組卷包括如下兩種操作:(1)如果對(duì)組好的試卷不滿意,可直接對(duì)試卷進(jìn)行試題添加、刪除和修改操作,也可以對(duì)試題的排列順序和試題的類型進(jìn)行調(diào)整。(2)對(duì)已知試題編號(hào)的試題,直接輸入試題編號(hào)進(jìn)行組卷。

圖2 自動(dòng)抽題流程圖

無(wú)論是自動(dòng)組卷或人工組卷,本題庫(kù)都可以在選定題目以后查看所選題目。此功能可使操作者在正式生成試卷前預(yù)覽所選題目,以便確定所選題目是否符合要求。

4 結(jié) 論

本系統(tǒng)利用Word文檔操作方便、功能齊全的特點(diǎn),很好地解決了將大量含有圖形、圖表、公式的物理試題組織到題庫(kù)中的存儲(chǔ)與編輯的技術(shù)難題。同時(shí),本系統(tǒng)具有很強(qiáng)的移植性與通用性,只要根據(jù)教學(xué)需要更新試題庫(kù)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,就可以建立符合本學(xué)校要求的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)試題庫(kù),具有很好的推廣價(jià)值。

經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的不斷改進(jìn)與完善,實(shí)際應(yīng)用證明,試題庫(kù)系統(tǒng)大大提高了試題管理的工作效率,促進(jìn)了辦公自動(dòng)化,對(duì)教師的教學(xué)效果評(píng)價(jià)更加合理,便于激發(fā)教師的積極性,提高了教學(xué)質(zhì)量,在使用中取得了良好效果,具有很好的推廣價(jià)值。

[1]夏邦貴,劉凡馨.Visual Basic6.0數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)經(jīng)典實(shí)例精解[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006:138-202.

[2]易福華.Visual Basic典型系統(tǒng)實(shí)戰(zhàn)與解析[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007:1-27.

[3]劉文濤.Visual Basic+Acess數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)與實(shí)例[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006:21-40.

[4]曾紅,陳晶,周楊.一個(gè)VB開(kāi)發(fā)的試題庫(kù)系統(tǒng)[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2005,23(4):552-554.

Design and Implementation of Examination Pool System of“The University Physics Experiment”

LI Lei,ZHONG Hai-Yang,WANG Yi-Zhuo,XU Xue-Song

(Dalian Maritime University,Dalian 116026)

The developing of an Examination Pool System for physical experiment of college with Visual Basic language and the Access database is discussed in this paper.Word is used tObe the container for storing question information,in this way,the problems that the question with formula,picture,table etc,being input or revised tOPool system are resolved.

exam pool;Visual Basic;system producing paper;automatically making paper

G642.474

A

1007-2934(2011)04-0105-03

2011-02-21

遼寧省高等學(xué)校教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目;大連海事大學(xué)教學(xué)改革校級(jí)重點(diǎn)資助項(xiàng)目(2009Z14)