基于Java的隨機題目試卷生成系統(tǒng)的設(shè)計

摘? 要：本文基于Java語言、MVC框架，為滿足教師組抽取選擇題、判斷題與編程題的需求，實現(xiàn)了按照要求在題庫中抽取題目并組合生成試卷，同時針對題目難度和章節(jié)范圍做到精準(zhǔn)定位的隨機題目試卷生成系統(tǒng)，在生成高質(zhì)量試卷和節(jié)約教師的時間及精力方面發(fā)揮了重要的作用。

關(guān)鍵詞：隨機題目;試卷生成;系統(tǒng)功能

Abstract：Based on Java language and MVC framework，in order to meet the needs of teachersgroup in selecting，judging and programming questions，this paper realizes the random test paper generation system which extracts and combines the questions in question bank according to the requirements，and precisely locates the difficulty of the questions and the scope of the chapters. It plays an important role in generating high quality test papers and saving teacherstime and energy.

Keywords：random topics;test paper generation;system function

0? 引? 言

為了精確評估學(xué)生對知識掌握程度，需要有一套能夠?qū)W(xué)生所學(xué)科目知識點在章節(jié)與難易程度方面有著精準(zhǔn)定位的高質(zhì)量試卷，通過考試成績體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。本文利用編程語言開發(fā)隨機題目試卷生成系統(tǒng)，對難易程度與知識點覆蓋在統(tǒng)一規(guī)劃下進行評估后寫入程序中，這樣通過系統(tǒng)生成的試卷既能滿足對高質(zhì)量的需求，能夠通過合理覆蓋知識點達到對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的評估，又能節(jié)約教師的時間與精力，減輕其工作負(fù)擔(dān)。

1? 需求分析

經(jīng)過與教師組的交流與討論，確定隨機題目試卷生成系統(tǒng)需要滿足對題庫、題目篩選、試卷組成三個方面的要求。

1.1? 題庫中試題的數(shù)量要多，質(zhì)量要精

為了達到生成每一位學(xué)生的試卷中都有不同的題目，需要增加題庫中題目的數(shù)量，數(shù)量越多，題目的重復(fù)率也就越低。同時，對于題目的質(zhì)量，需要在錄入題庫時嚴(yán)格把關(guān)，確保題庫的難易程度與知識點能夠合理覆蓋，這樣篩選出來的題目才能達到高質(zhì)量的要求。

1.2? 題目按照難易程度與章節(jié)需求數(shù)量進行篩選

如果只對難易程度通過題庫篩選題目，最終得到的每一份試卷題目在知識點覆蓋方面是截然不同的，這樣通過考試結(jié)果分析得到的數(shù)據(jù)是片面的。而如果只對章節(jié)目錄篩選題目，得到的每一份試卷在難易程度方面對考生來說又是不公平的，這樣的試卷也無法保證高質(zhì)量的要求。因此，需要教師組對難易程度統(tǒng)一規(guī)劃，確定覆蓋知識點的范圍，然后根據(jù)確切的數(shù)量篩選得到的試卷才能符合高質(zhì)量的要求。

1.3? 試卷組成要方便學(xué)生做題和教師評閱

在組成試卷時，要確保學(xué)生能夠看清讀懂題目內(nèi)容，題目的位置要滿足試卷閱讀的標(biāo)準(zhǔn)，考生在做題時才能不被試題外觀這類客觀因素干擾，影響考試成績。除此之外，要考慮教師在檢查答案與查閱試卷時能夠?qū)W(xué)生答案的位置一目了然，提高工作效率。

2? 功能模塊設(shè)計

2.1? 題庫模塊

題庫需要每個科目的任課教師統(tǒng)一題目的難易程度，對每一章節(jié)涉及到的知識點要精準(zhǔn)定位，然后將教師總結(jié)與搜集到的好題與精題大量填充到題庫中，保證題目的高質(zhì)量。

2.2? 題目篩選模塊

篩選題目時，按照與教師組交流后得到的章節(jié)知識點覆蓋范圍與難易程度的數(shù)量比例篩選出題目，保證考試的公平性與通過分析成績后得到的數(shù)據(jù)全面性，得到有效的分析結(jié)果。

2.3? 試卷組成模塊

在對篩選出來的結(jié)果進行篩選合成時，將題目內(nèi)容完整地呈現(xiàn)在試卷上，并且外觀符合試卷閱讀的標(biāo)準(zhǔn)，對學(xué)生能夠操作與不能操作的區(qū)域做出明顯的規(guī)劃，同時將考生的答案顯示到指定并且明顯的位置，在計算學(xué)生的得分時能夠一目了然地獲取考生答案。

2.4? 評分模塊

評分時根據(jù)Excel表中保存的選擇題正確答案與學(xué)生的答案進行對照，然后自動將分?jǐn)?shù)保存到Excel表中。

3? 設(shè)計架構(gòu)與技術(shù)

本系統(tǒng)利用Java語言開發(fā)，用Eclipse作為開發(fā)工具，采用MySQL數(shù)據(jù)庫保存題庫，通過SQL語言進行篩選和組合試卷，使用Apache POI開放源碼函式庫給Java程序?qū)icrosoft Office格式檔案進行讀和寫。

本系統(tǒng)采用MVC框架，建立一個由保存需求數(shù)據(jù)和生成試卷的Excel工作表作為視圖層，由Java方法與接口作為控制層，由業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)庫組成模型。概念層、邏輯層與實現(xiàn)層之間的關(guān)系如圖1所示。

4? 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

分析系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)關(guān)系可得，隨機題目試卷生成系統(tǒng)需具備從數(shù)據(jù)庫中篩選題目、生成試卷到Excel表、生成并保存答案和考試結(jié)束評分四個功能。

4.1? 篩選題目功能實現(xiàn)

系統(tǒng)通過Apache POI讀取Excel表中教師設(shè)定的題目數(shù)據(jù)，然后按照數(shù)量比例要求通過SQL語言讀取保存在數(shù)據(jù)庫中題庫的題目內(nèi)容，通過一定的循環(huán)得到所有題目。

篩選題目功能最終的實現(xiàn)結(jié)果將篩選得到的所有題目保存在程序中的某個容器中，為下一階段生成試卷做準(zhǔn)備。

4.2? 生成試卷功能實現(xiàn)

系統(tǒng)獲取保存在容器中的所有題目內(nèi)容，選擇題與判斷題通過Apache POI寫入到指定位置的Excel表格內(nèi)，按照約定的閱讀標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整好顯示的內(nèi)容，編程題則以注釋的形式寫入.java文件中，并放入指定位置的編程題項目內(nèi)，便于學(xué)生與教師查閱。

生成試卷功能最終的實現(xiàn)結(jié)果為所有考生在不同考場的計算機上會通過批處理得到一套唯一的試卷，每位考生的試卷內(nèi)容不同，因此答案也不同。但是，由于之前嚴(yán)格的章節(jié)覆蓋率與難易程度比例使得考試是公平的。生成試卷的實現(xiàn)效果圖如圖2所示。

4.3? 生成答案功能實現(xiàn)

系統(tǒng)在生成每位考生的選擇題試卷時，同時會把該套打亂選項順序的試題答案保存下來，通過Apache POI將試題編號與正確答案寫入指定的信息表中，供考試結(jié)束后的評分階段使用。

生成答案功能最終的實現(xiàn)結(jié)果將所有考生的答案與個人信息都保存在被鎖定的Excel表格中，供考試結(jié)束后系統(tǒng)評分與教師查閱使用。生成答案的實現(xiàn)效果如圖3所示。

4.4? 評分功能實現(xiàn)

系統(tǒng)在評閱選擇題時，將每一位考生的答案與正確答案一一對比后，將分?jǐn)?shù)填入考生信息表中的指定位置，供教師最后查閱分析。

評分功能最終的實現(xiàn)結(jié)果為所有考生的分?jǐn)?shù)都顯示在個人信息表中，教師可以看到學(xué)生的答案，供教師講解題目與分析試卷時使用。

5? 隨機題目試卷生成系統(tǒng)的優(yōu)點

（1）題目隨機抽取，選項隨機排列，降低考試作弊的成功率。選擇題、判斷題與編程題從題庫中隨機抽取，使得每一位考生的題目內(nèi)容完全不同，即使有相同的題目，也會因選擇題選項的順序與題目的位置不同使得最終的答案不同，降低考試作弊的成功率。

（2）出題方式多樣性，滿足考試與階段性測驗需求。由于對章節(jié)知識點覆蓋范圍與難易程度做出了嚴(yán)格的規(guī)劃，教師可以在課程結(jié)束后單獨測試章節(jié)內(nèi)容，又可以在考試中對側(cè)重點進行規(guī)劃，在保證高質(zhì)量試卷的同時，又能對所有學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進行整體評估。

（3）教師任務(wù)量大大減少，節(jié)約時間與精力。試卷能夠按照指定要求自動生成，無需教師組再三斟酌，選擇題與判斷題又能自動評分，編程題內(nèi)容寫在項目的文件中，教師只需評閱編程題，無需再評閱選擇題與判斷題，大大減輕了教師的工作負(fù)擔(dān)。

（4）試卷使用Apache POI將生成的每一份學(xué)生試卷進行鎖定，只開放學(xué)生信息單元格以及答案填放單元格，有效避免因人為誤操作引起試卷格式錯亂而導(dǎo)致試卷評分結(jié)果有誤，同時也保證了試卷的密封性。

6? 結(jié)? 論

該系統(tǒng)在降低作弊成功率、提高試卷高質(zhì)量與減輕教師負(fù)擔(dān)方面有著顯著的作用，但同時為保證系統(tǒng)程序的持久性，需要教師不斷更新題庫中的試題，確保試題緊隨時代的發(fā)展，這樣生成的試卷才能起到真正評估學(xué)生學(xué)習(xí)能力的作用。同時要對試題的難易程度與知識點范圍進行嚴(yán)格精確的定位，得到的試卷才能符合高質(zhì)量的要求，通過成績反映出來的知識掌握程度才真實全面。對系統(tǒng)使用過程中暴露出來的缺陷要及時更正，不斷進行完善與改進，最大程度上保證考試的公平性。

參考文獻：

[1] 黨小娟，劉斌.試卷生成系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（5）：169.

[2] 尤晟，任俊帆，王舟.基于Java的題庫與試卷生成管理系統(tǒng)開發(fā) [J].電腦知識與技術(shù)，2017，13（23）：58-59+70.

[3] 裘抒揚，沈小麗.基于Java的模板型試卷隨機生成系統(tǒng) [J].電腦知識與技術(shù)，2017，13（22）：101-102.

[4] 張習(xí)博，任國霞.試卷自動生成系統(tǒng)的設(shè)計 [J].楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2014，13（2）：45+55.

[5] 許光林.在線考試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [D].青島：青島大學(xué)，2018.

[6] 高德峰.基于Java的企業(yè)軟件工程師考試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [D].西安：西安電子科技大學(xué)，2017.

[7] 李淑寶.基于java的在線考試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [D].長春：吉林大學(xué)，2015.

作者簡介：郭凱（1998-），男，漢族，山西忻州人，本科在讀，研究方向：軟件工程。