（计算机应用技术专业论文）现代远程教育网络考试理论的研究及应用.pdf

摘要 本文阐述的网络考试通用平台是现代远程教育的重要组成部分，它的实现 促进了远程教育工程教学支持平台的发展，该系统支持多种类型的考试，在组 卷方式、评卷方式、数掘存储和网络性能上具有广泛的通用性。 对j 现代远程教育测试理论作了以下研究和实现：在题库的设计方面，遵 循经典测最理论的指导，严格按照经典测量理论的数学模型丌发了题库管理系 统；在组卷的设计方面，以学科的知让 点结构为依据，i f 意学科知识点结构的 区别。有效的解决了试题存题型和区分度以及难度 合邪分响，的难题；在考试 数掘的统计分析方面，以图形化的方式，表示出考生数据的各种分析结果，对 教学效果和考试效果进行有效的评估。建立各类考试统计测量模型，分析考试 结果和成绩分布，有效地评估组卷质量，为调节考试题库的难度系数和知识点 结构提供了科学的依据。 关键词：现代远程教育；网络考试 a b s t r a c t lh ep l a t t o r mo tu n l v e r s a le x a mo nn e t ，w h i c hl si n t r o d u c e dl nt h ea r t l c l e ，i s a ni m p o r t a n tc o m p o n e n ti n c o n t e m p o r a r yr e m o t ee d u c a t j o n i t s p e r f o r m a n c e a d v a n c e st h ed e v e l o p m e n to fr e m o t ee d u c a t i o ne n g i n e e r i n gt e a c h i n g s u p p o r t e d p j a t f o r m ，t h es y s t e mh o 】d so u tm a n ye x a mt y p e s ，a n dh a sw j d ea p p j i c a b ij j t yo n w a yo fp a p e r o r g a n i z a t i o n o r p a p e r - a p p r a i s i n g ， d a t a s t o r a g e a n d n e t w o r k c a p a b i l i t y t h et h e o r yo ft h e p r e s e n tr e m o t e e d u c a t i o nt e s ti sr e s e a r c h e da n d p e r f o r m e di nt h ef o l l o w i n gw a y st ot h ed e s i g no ft h et e s td a t a b a s e ，i td e v e l o p s s u b j e c t d a t a b a s e m a n a g e m e n ts y s t e ma c c o r d i n gs t r i c t l y 1 t oc l a s s i c a l m e a s u r e m e n tt h e o r ya n dm a t h e m a t i c a lm o d e lo fc l a s s i c a lm e a s u r e m e n tt h e o r y ；t o t h ed e s i g no fp a p e r - o r g a n i z a t i o n ，b a s e do nt h ea r c h i t e c t u r e so fk n o w l e d g ep o i n t s i nt h er e l e v a n t s u b j e c t s i t e m p h a s i z e s t h ed i f - f e r e n t i a t i o n a m o n g s o r t so f a r c h i t e c t u r e so fk n o w l e d g ep o i n t si ns ub i e c t s a n dt h ed i m c u i tp r o b l e m st h a th o w t od i s t r i b u t et e s tq u e s t i o n sr a t i o n a l l yo fd i f f e r e n tt y p e s ，d e g r e e so fd i f f e r e n t i a t i o n a n dd i f f i c u l t ya r ee f n c i e n t l ys o l v e d t ot h es t a t i s t i ca n a l y s i so ft h et e s d a t a ，i t s h o w sm a n yk i n d so fr e s u l t sa f t e ra n a l y z i n gt h ee x a m i n e ed a t aa sd i a g r a m s i t b u i l d sa l ls o n so fs t a t i s t i cm e a s u r e m e n tm o d e l so ft h et e s t ， a n a l y z e s t h e d i s t r i b u t i o no ft e s tr e s u l t sa n dg r a d e s ， a p p r a i s e se m c i e n t l yt h eq u a l i t yo f p a p e r o r g a n i z a t i o n ， a n d s u p p l i e s s c i e n t i n ce v i d e n c e st ot h ea d j u s t m e n to f d i f n c u l t yc o e f n c i e n t so ft e s td a t a b a s ea n dt h ea r c h i t e c t u r eo fk n o w l e d g ep o i n t s k e yw o r d s ：c o n t e m p o r a r yr e n l o t ee d u c a t j o n ：t h ee x a mt h e o r y 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得东北师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示谢意。 p， 学位论文作者签名：蔓鑫 f 1 期：趔：2 ：壶 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论 文的规定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送 交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权东 北师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：蓬羞 指导教师签名 同 期d 曼 ：厶垒 期 学位论文作者毕业后去向 工作单位 通讯地址 电话 邮编 引言 汁算机嗍络技术的迅速发展，引起社会的f i 大变化。教育也不例外，教育 方式，教学内容、教学模式及考试模式等也同样发生着巨大变化。教育系统在 不断地进行整合，以建立一种网络化的社会教育体系和测量评价体系。网络考 试是一种新兴的考试模式，它充分地利用现代网络技术，为学生提供了一种新 的考试环境。 网络考试模式从当初单纯的评分发展到现在的网络考试，试题库也从整套 的固定试卷发展到可以自由组卷的试题库，再到现在的多媒体试题库”1 。随着题 库的建立，组卷变得越来越方便，考试的形式也发生着变化，可以进行同时考 一张试卷的大规模集体考试，也可以进行不同人不同试卷的考试，随着题库的 增大和计算机技术的发展，在线考试为越来越多的人所认同，考试情况的统计 分析成为教师们所关注的主要内容，因此研究及实现基于in t e r n e t 环境的，符 合远程教育工程资源建设技术规范的网络考试系统具有深远日现实的意义，将 有利于创造性人卅的培养。 网络考试系统是存：教育测试理论指导卜对传统考试的数；：化改造。广义的 网络考试系统，应该包括题库管理、组卷、在线考试、自动阅卷、成绩统计分 析等各项功能。狭义的网络考试系统则是一个面向考生、以考试功能为主的系 统。该系统包括试题呈现、自动阅卷、成绩统计分析等功能。本文研究和实现 的网络考试系统( 包括试卷管理、组卷、试题参数分析等功能) 是广义的网络 考试系统。 成熟高效的网络考试模式需要网络考试系统的支撑。一个完整的网络考试 系统应该由网络考试管理、题库管理和统计分析三个部分组成，分别完成考试 流程的管理、试题和试卷的管理及和考试结果的统计分析等功能。本文所研究 和实现的系统就是上述三种功能网络考试系统。本网络考试系统具有通用性强、 方便易用等特点。 篇l 章概述 随着考试计算机化的不断发展，考试系统也越来越多样化。许多考试系统都 是面向某一领域而开发的，应用范围较小，由于各领域对考试的要求差异极大， 设计一个适用于所有领域的通用联机考试系统在目前还存在着许多困难。本文 所研究与实现的系统充分考虑了它的应用范围，力求满足不同领域考试的需要。 1 1 可移植性好 系统的实现采用1 2 e f 架构，服务器用、1 b ( ) s s ，后台数掘库用m ys q l ，可以 方便的从个系统移植到另 个系统，例如j 以很容易的从【。in u x 转到w jn d o w s 平台，不需要太多的改动。 1 2 数据处理采用统一的x m i 格式 虽然x m l 只是起封装作用，但是对于处理数据来说，可以达到统一的目的 同时也减少了数据的复杂性，降低了系统丌发的难度。 1 3 技术比较先进 基于j 2 e e 架构的实体b e a n 提供了可靠的数据存储安全和较高的响应速度。 采用互层架构，学生机无法直接连接数据库，数掘安全可靠，前台程序规模更 小，执行更快；应用了最先进的s t r u t s 丌发框架，便于改进和进一步j r 发。 第2 章有关技术背景 2 ，1j 2 e e 架构的介绍 i n t e r n e t 应用技术 新月异，新技术创造出互联网的新功能。为了降低成 本，加快氽、【p 应用程序的设计和丌发，1 2 f e 、r 台提供了一个壤j 二组件的方法， 来设计、丌发、装配及部署企业应用程序。j 2 e e 平台提供了多层的分布式的应 用模型、组件再用、一致七匕的安全模型以及灵活的事务控制。用户可以更快的 向市场推出创造性的用户解决方案。基于组件的j 2 e e 解决方案还可以不被束缚 在任何一个厂商的产品和a p i 上。 1 2 e e 4 1 提供了一个企业级的计算模型和运行环境。用于丌发和部署多层体 系结构的j 2 e e 应用模型如图2 1 所示。 2 1 1 用户层( c l i e n it i e r ) 幽2 一lj 2 e e 应刖模型 7 2 f 讵应_ j r 以怂琏_ rw 。h 的。也可以吖；足綦fw e h 的。 径基rw 。h 的、j 2 比应用中，用户的浏览器在用，t 层中运行，并从一个w e b 服务器上下载w e b 层中的静态h t m l 页面或由j s p 或s e r v l e t s 生成的动态h t m l 页面。 一个独立的不是基于w e b 的j 2 e e 应用程序，可以运行在其它一些网络系统 ( 比如手持设备或汽车电话) 中。j 2 e e 应用程序在用户层中运行，在不经过w e b 层的情况f 访问e n t e r p r is eb e a n s 。j 2 e e 应用程序用一个j a v ab e a n s 类来管 理用户输入，将用户的输入发送到在企业层中运行的e n t e r p “s eb e a n 类来处 理。 2 1 2w e b 层 j 2 e ew e b 组件可以由j s p 页面、基于w e b 的a p p l e t s 以及显示h t m l 页面的 s e r v l e t s 组成。调用s e r v l e t s 或者j s p 页面的h t m l 页面在应用程序组装时与 w e b 组件打包在一起，就像用户层一样，w e b 层包括一个j a v ab e a n s 类来管理 用户输入，将用户的输入发送到在业务层中运行的e n t e r p r i s eb e a n s 类来处理。 运行在，f 】、，层的w 。h 组件依赖容器柬支持诸如用户请求和响应及e n t e r p r i s e b e a n 查询等。 2 1 3 业务层 作为解决某个特定业务领域( 比如银行、保险、零售或金融业) 需要的业 务代码由运行在业务层的e n t e r p r i s eb e a n s 来执行。一个e n t e r p r i s eb e a n s 从用户程序处接收数据“1 ，对数据进行处理( 如果需要) ，再将数据发送到企业 信息系统层存储。一个e n t e r p r i s eb e a n s 还从存储中检索数据，并将数据送回 用户程序。运行在业务层的e n t e r p r is eb e a n s 依赖于容器来为诸如事务、生命 期、状态管理、多线程及资源存储池等提供通常都是非常复杂的系统级代码。 业务层经常被称作n t e r p r is ej a v ab e a n s ( e j b ) 层5 。业务层和w e b 层 一起构成了3 层j 2 e e 应用的中问层，而其它两层是用户层和企业信息系统层。 2 2 有关j b 0 s s 应用服务器的介绍 j b ( ) s s 是最受欢迎的应用服务器，占到市场份额的2 7 ，它支持e j b l 1 和 e j b 2 o 的规范，它是一个为管理e j b 的容器和服务器。类似于s u n sj 2 s d k e n t e r p r is ee d i t i o n ( j 2 e e ) ，但是j b o s s 核心服务仅是提供e j b 服务器。j b o s s 不包括s e r v e r l e r s j s pp a g e l 6 】的w e b 容器，当然可以和t o m c a t 或j e t t y 绑定 使用。j b o s s 需要比较小的内存和硬空间，可以在6 4 m 内存以上很好的运行，而 s u n sj 2 e 旷需要最少内存为1 2 8 m ，以及3 l m 硬盘空间。i b o s s 启动速度要比 j 2 e e 快1 0 倍，而且它能够内嵌s q l 数据库服务器进行持久性b i ! a n 处理，当启 动时会自动启动( j 2 e e 装载分离c l o u ds c a p es q ls e r v e r ) 。其中一个非常好 的特性j b o s s 能够“热”部署，“热”部署的意思就是在部署b e a n 只是简单拷 贝b e a n 的i a r 文件到部署路释下，如果b e a n 已经被i o a i ) ，j b 0 s s 卸载它，然 后i 。0 a i 个新版本b e a 、。 2 3 一些开发工具的介绍 a n t ”1 是一个基于j a v a 的b u i l d 工具。现在已经有了许多的b u i l d 工具，例 如m a k e 、g n u m a k e 、n m a k e 、j a m 等，而且这些工具都非常优秀。a n t 是一个跨平 台的b u i l d 工具，a n t 之所以能跨平台，是因为a n t 不再需要你编写s h e l l 命令， a n t 的配置文件是基于x m l 的任务树，能让你运行各种各样的任务，任务的运行 是由实现了特定任务接口的对象来完成的。 2 4 开发模式s t r u t s 的介绍 s tr 叭s 是1 个基rs u n 1 2 f f 平台的m v c 框架，主要足采用s e r v le t 和j s p 技术柬实现的。s t r u t s 框架呵分为以下四个主要部分，其中t 个就和m v c 模式 紧密相关。从m v c 角度观察s t r u t s 框架中的组件如图2 2 所示。 s t 缸概览 图2 2 从m v c 角度观察s t r u t s 框架中的纲什剀 2 4 1 模型( m o d e l ) 模型( m o d e l ) 本质上来说在s t r u t s 中m o d e l 是一个a e ti o n 类( 这个会在后 面详细讨论) ，开发者通过其实现商业逻辑，同时用户请求通过控制器 ( c o n t r o l l e r ) 向a c t i o n 的转发过程是基于由s t r u t s e o n f i g x m l 文件描述的配 置信息的。 2 4 - 2 视图( v i e w ) 视图( v i e w ) 是由与控制器s e r v 】e t 配合工作的一整套s p 定制标签库构成， 利用她们我们可以快速建立应用系统的界面。 2 4 3 控制器( c o n t r o l l e r ) 控制器( c o n t r 0 1 l e r ) 本质上是一个s e r v l e t ，将用户端请求转发到相应的 a c t i o n 类。 2 4 4 做x m l 文件解析的工具包 s t r u t s 是用x m l 来描述如何自动产生一些j a v ab e a n 的属性的，此外s t r u t s 还利用x m l 来描述在国际化应用中的用户提示信息的( 这样一来就实现了应用系 统的多语言支持) 。 第3 章考试系统的设计和构想 3 1 考试系统中的组卷算法的分析 题库( i t e mb a n k ) 是“按照一定的教育测量理论，在计算机系统中实现的 某个学科题目的集合”。3 。题库在教学实践中有两个独特的优越性：第一是管理 上的优势，体现为使用题库的高效、经济、灵活和保密：第：是测量上的优势， 体现为由题库生成的试卷具有高质量、能够预控和等值呵比等特点。 目自u ，我们一般的命题过程是这样的：制定考试大纲和试题编写原则，向 有教学经验和命题经验的教师或命题专家征集题目，通过小姒模试测获得关于 题目和试卷的统计数据，然后从质和量两个方面的角度对题目和由题目组成的 试卷进行分析、判断和调整，之后再以这套试卷施测于考生对象。这种命题过 程存在着大量人力财力浪费的问题，而且不能保证出题的科学性。随着经济和 社会的发展和终身教育观念的普及，迫切需要有科学、方便、完善的题库管理 系统，作为积累题目、自动组卷、保存成卷、分析试卷的利器。在先进理论指 导下用计算机管理的题库，具有科学、高效、经济、灵活、方便等显著特点。 题库为题目的保存、分类和检索提供了便利，为编制试卷提供了高效率和低成 本的手段；而更为重要的是它作为评价工具的作用。教学过程中充分利用题库 这种教学资源，进行富有成效的形成性测验，可以帮助师生把注意力从名次、 得分集中到耍+ 史现的教学| 1 标 ：来，真i f 天心学，+ 的学习刖难和错误所在，关 心学乍素质的提r ；哥，促使教育观念从“麻试教育”向“素质教育”转变”。因此， 对题库进行研究和建设是具有十分重要的意义的。 在题库系统建设中，试题质量控制与参数设置、组卷策略是最重要的两个 环节；题库建成后，我们需要输入一些查询参数，系统将根据这些参数抽出最 适合参数要求的试题，组成能够实际使用的试卷，定义这种查询参数以及对这 些参数进行变换算法，我们称之为组卷策略。组卷策略的实质是将对人比较直 观明了的组卷参数变换成计算机能够直接操作的试题属性项，然后根据这些属 性项，在题库中抽取试题组成试卷。因此，完整的组卷策略应该由三部份组成 试题属性项定义、组卷参数的定义、变换算法的说明。根据组卷方式和评价的 类型不问，我们可以将细卷策略划分一i 大类型：快速组卷、相对评价纠卷、绝 对评价纰卷。r 向将对这种细卷算法作详细说明，山f 。种组卷策略的试题 属性项定义、组卷参数的定义基本相同，我将它们一起说明，：州的地方在文 中指出。 3 1 1 试题属性定义 一般题库中试题所具有的属性有：试题编号，试题类型，考察知识点，难 度，区分度，认知分类，题干，操作说明，答题时间，建议分数，使用总次数， 上次使用时问，出题人，出题r 期，归档时间，保留项。 其中经常用于选题的参数有：试题编号，试题类型，考察知识点，难度 上次使用时问，区分度，认知分类。 1 试题编号 试题的唯一标识，只要知道某个试题编号，便可唯一确定一道试题，这对 利用计算机处理试题极为重要。 2 试题类型 试题的类型，如填空、计算、选择等，抽题和组卷的重要参数之一。 3 考察知识点 试题在陔学科的教学大纲中所属知识点，它是教师用来确定考试范围的重 要依据之。 4 难度 难度是衡量试题难易程度的指标。难度通常用答错的比率来表示，如果答 对的人数越多，题目就越容易，难度也就越低。难度在题库中的作用主要是为 了筛选适合考试的题目。题目难度的选择需要考虑到测验的目的和性质。比如 如果测验是用于选拔录用人员，就应该比较多地采用那些难度值接近录取率的 题目。 5 区分度 题目的区分度也叫题目的鉴别力“0 1 ，它是衡量题目对不同水平被试的心理 特质的区分程度的指标，如果题目的区分度高，那么水平高的学生在陔题目上 的得分就会高，而水平低的学生在陔题目| | 的得分就会低，这样就可以把不同 水平的被试区分丌来。区分度属性在题库中的作用也是挑选题| ! = _ | 。题日区分度 越高，它分辨学生的知识水平和素质高低的能力就越强，因此对于相对评价的 考试来晓，题日区分度是很熏要的参数。此外，对诊断类犁的测验，区分度越 高，就越能够快速而精确地定位学生问题之所在，为采取补救措施提供依据和 方向。使用区分度低的题目组成的诊断试卷，则在分析考试情况时容易产生误 判的情况。 6 认知分类 学科体系与教育目标分类理论将决定整个题库及生成试卷的内容效度，是 制定征题计划的根本依据，题库的整个框架结构就是要按照这个要求来设计与 建造的。教育目标的分类方法，一般是采用布鲁姆的知识、领会、应用、分析、 综合、评价等六类。但是在实际应用当中，不同地域，不同学科，不同教师或 教育研究人员也可以提出更符合实际情况的分类标准，只要试题属性和组卷参 数的定义一致，那对组卷策略就没有影响。 7 上次使用时间 题目的使用总次数和上次使用时间两个参数可以用来控制题目的曝光度。 为了试卷的保密性、公平性和安全性起见，在抽取题目组成试卷的时候，需要 控制题的曝光度。控制曝光度有两方面的考虑，一是如果题h 在规定的同期 范围之后被使用过，本次就不再使用；二二是如果有几个同时都满足条件的题目 可供选择，那么在抽耿试题的时候应该选择使用次数少的题目，以达到使用上 的平衡和控制曝光度的目的。 3 1 2 组卷参数定义 我们知道，计算机抽取试题是根据试题的属性一题一题进行抽取的，教师 一般都不可能对所有试题的属性进行设置，因此，我们要设置一些教师易于理 解、容易操作，同时又能很好体现教师考试意图的组卷参数。设置组卷参数的 主要依据是一套完整试卷的属性，比如试卷标题，考试时问，考察的知识点等， 还有一些与评价类型相关的特殊考虑，如相对评价主要考虑难度，而绝对评价 则主要考虑认知分类。下面我就来介绍我们在国家九五重点科技攻关项目面 向中小学通用试题库生成与管理系统“3 中所设置的组卷参数，不同的组卷策略 有所不同，为了叙述方面，我将它们放在一起介绍。 1 总体参数 总体参数是指对试卷的整体属性的说明。包括：试卷标题，考试时间，满 分值、平均难度、平均区分度、曝光时问、考察的知识点。对于平均难度和平 均区分度的定义，参见5 和6 部份说明。其中对于相对评价组卷，需要设置试 卷的难度比例，所以不需要设置平均难度。 表3 一l 总体参数表 参数名泼卷。鬻试满夯经串均平均区曝光时间考察的知 称标题时闯难度分度识点 参数值 t es t1o ol0 0 难 中1 9 9 8 0 9 ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) 0 2( m ) 注：表中数据为示例数据，( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( m ) 表示有m 个知识点。 2 题型比例 题型比例是指试卷的题型结构，也就是试卷中有那些大题型，某道大题型 下有多少道小试题，这些试题在试卷中占多少分，某题型要考察那些知识点， 题型比例参数可概括成为1 个二维表，其中列为：题型，试题数，分数，题型 考察的知1 识点。 表3 2 题型比例表 题型试题数努|；、，考察知识点 al0 2 0 ( 1 ) ( 6 ) ( 5 ) b52 0( 2 ) ( 4 ) n1 5 ( 3 ) 注：表中数据为示例数据，a 、b n 表示有( n ) 种题型。 3 知识点难度比例 对于相对评价组卷，主要控制的是试卷难度，我们需要确定整个试卷的难 度比例及考察知识点的比例，还需要知道某个知识点f 具体的难度比例，由此， 我们可以得到一个二维参数表，其中列为难度等级( 在此分为血等，实际应用 时，可根据实际情况划分) ，行为考察知识点。 表3 3 知识点难度比例表 。彳瞎。? 警 “。 j ：i 。 i | * + 娥较雅 申j 嫒易露 知痰毒 ( 1 ) 1o 1 5 ( 2 )4 16 ( m ) 注：表中数据为示例数据，( 1 ) 、( 2 ) ( m ) 表示m 种知识点。 4 知识点认知分类比例 与相对组卷类似，绝对评价组卷主要控制的是试卷的认知分类，以诊断学 生对某知识点的掌握程度，这样组卷时不仅需要确定整个试卷的认知分类比例 及考察知识点的比例，还需要知道某个知识点下具体的认知分类比例，同样我 0 们可以得到个二维参数表，其中列为认知分类等级( 在此采用币j 鲁姆的认知 技能分类，实际应用时，可根掘实酗；情况划分) 行为考察知识点。 表：卜d 知识点认知分类表 罐瀵 。曩 。 4 扫道镶黉遥藕渗耩综合评价 知识毒 一 。 ( 1 ) l0 5 ( 2 )5 1o 5 ( m ) 注：挺- i - 数据为不例数据，( 1 ) 、( 2 ) 一【m ) 挺小m 种知”! 点。 5 参数约束条件 在组卷策略中，输入l 述参数时，并不是随意的，参数必须符合如下约束 条件”1 。 f 1 1试题分数值满足 题型f 的分数= 总分数 j _ 1 ( 2 )考试时问值满足 y 题型f 的考试时删= 总考试时间 忙l f 3 )难度比例满足如下条件 j 5 ( 难度比例盯) = 1 0 0 仁1，= 1 f 4 )认知分类比例满足如下条件 6 ( 认知分类比例d ) = 1 0 0 ，= 1，= 1 6 平均难度与平均区分度计算模式1 1 1 在使用平均难度与平均区分度参数时，并不是所有的试题的难度或区分度 都是平均值，而是有个比例模式的，这种模式中包括所有的难度级别，区别 只是比例数不同。模式值可以有多个，在具体使用中，模式类型u r 以取随机值。 表3 5 平均难度计算模式表 难度级别 模式类型 难 较难 由 较易易 难度比例、 难40 20 20 15 5 较难 15 40 25 15 5 a 由 10 20 4 0 20 10 较易5 10 2 5 4 0 2 0 易 5 5 25 25 40 媲 3 5 3 0 15 15 5 较难 20 3 0 25 15 5 b 击 5 25 40 25 5 较易5 5 3o 40 2o 易 o 5 3 0 3 0 3s 表36 平均区分度计算模式表 莲分度级别 模式类型 优 良 申较差差 区分度比冶k 优40 2 0 20 l5 5 艮15 4 0 25 15 5 a 巾 1o 20 40 2o 1o 较差5 l0 25 40 20 差5 5 25 25 40 优 3 5 3 0 15 15 5 ， 艮 20 3 0 25 15 5 b 由 5 25 4 0 25 5 较差 5 5 30 40 20 差0 5 30 3 0 3 5 注：表中数据为示例数据，具体麻j j 时，可蹬置更多的模式类刑，比例也可以有所变 化。 7 最终组卷参数 上述参数都是为了教师使用方便而设置的组卷参数| 2 】，而计算机进行处理 时，并不能直接用上述参数来抽取试题，我们需要对它们进行变换，变成如下 所示的最终组卷参数表，这两者之间的变换方法就是组卷策略。 表3 7 最终绍卷参数表 试题编号题型难度等级区分度等级认知分类 知识点 1a难 ( 1 ) 2a 难 ( 1 ) 存。峡际组卷时，每道试题选取的条件为： ( 1 )曝光时问 定义的曝光时间 ( 2 )试题编号 已抽出的试题编号 ( 3 )最终组卷参数表中的每一项( 项之间为与的关系) a n d 曝光时间 0d o b e g i n i fn u m nt h e n 此类题型抽n 道题，第n 道题的难度比例为s n ( s n 为题型分数比) ，若n n od o b e g i n i fn u m nt h e n 此类题型抽n 道题，第n 道题的区分度比例为s n ( s n 为题型分数比值，若 n n s n ，则此题型不抽 n n = n n s n n u m 2 n u m n e 1s o 将此题型记录在剩余试题表- 礼并按剩余试题的多少从多到少排列 e n di f 将题型按题数多少从多到少排列 j ：j 一1 e n d f o ri = 1t o 剩余试题表的记录数 每类题型抽一道题，按分数比例值排列，再将区分度比例余值按大小排列， 抽两者重合的值，并对应减少难度比例余值。若某难度级别不够( 允许的不够 的范围为3 ) ，则不抽此题 i f 剩余试题无法精确满足比列要求t h e n 抽与比例要求最近的区分度级别 e n dlf t = l 一此次循环抽的试题数 n e x ti 2 难度组卷方式( 相对评价) 对于相对评价，主要目的是将学生的成绩拉开档次，以显示出差异，这就 需要在题目上的难度拉开档次，需要在知识点的难度比例等级上进行必要的分 布。 相对组卷的步骤如下： ( 1 ) 设置总体参数。试卷标题，考试时间，总题数，满分值，曝光时间、 考察的知u 点，平均区分度，示例值见表a 。 ( 2 ) 漫胃题型比例表。示例值见表b ，在小组卷方式中，不考虑考察知识 点列，检查约束条件1 、2 、3 。 ( 3 ) 设置知识点一难度比例表。示例值见表c ，检查约束条件4 、5 。 ( 4 ) 分配难度比例。根据知识点一难度比例表，将所有知识点下的难度 比例变换成最终组卷参数表中的难度级别参数。变换算法如下： 变量定义 n i 难度级别，表一个难度级别，i 的取值范围为1 5 z j 知识点，表c 中的知识点，其中j 的取值范围为1 一m t j 一表示第i 个题型 t i n u m t i 题型所拥有的试题数 s 一表某题型的分数比例，其中i 的取值范围为1 n ，表n 个题型 n z i j 一某知识点下难度比例值 算法说明 将所有题型按s i 从大到小排列 f o ri = lt ond o 在知识点一一难度比例表取t i n u m 个最大的n z i j 值，则t i 题型抽t i n u m 个试题 它们的难度和知识点对应n z i j 所对应的知识点和难度级别，若有多项最佳 满足条 件的n z i j 值，则加难度比例和知识点不相同的条件，若还有多项，则在这 几项中取随机值 写最终参数表 n z ij = n z ij s j n e x ti ( 5 ) 分配区分度比例。在平均区分度计算机模式表中随机耳义模式值，得 出这份试卷的试题的区分度比例，并将此区分度比例变换成最终组卷参数表中 的区分度级别参数。变换算法参见基本组卷算法步骤( 5 ) 。 3 认知分类组卷方式( 绝对评价) 对于绝对评论，以考察学生知识点的掌握情况，它以认知分类为主要参数 抽题，需要填写知识点一一认知分类比例参数表f ” 。 组卷步骤如卜： ( 1 )设置总体参数。试卷标题，考试时矧，总题数，满分值，曝光时间、 考察的知识点，平均区分度，示例值见表a 。 ( 2 )设置题型比例表。示例值见表b ，在本组卷方式中，不考虑知识点列， 检查约束条件l 、2 、3 ，最终组卷参数原型表，表的格式参见表b 。 ( 3 )设置知识点一一认知分类比例表。示例值见表d ，检查约束条件4 、6 ； ( 4 )分配认知分类比例：根据知识点一一认知分类比例表，将所有知识点 下的认知分类比例变换成最终组卷参数表中的认知分类级别参数。算法如下： 变量定义 n i 一认知分类级别，表个认知分类级别，i 的取值范围为1 6 z j 一知识点，表c 中知识点变量，其中j 的耿值范围为1 m t i 一表示第i 个题型 t i n u m t i 题型所拥有的试题数 s i 一表某题型的分数比例，其中i 的取值范围为1 n ，表n 个题型 n z i j 一某知识点下认知分类比例值 算法说明 将所有题型按s i 从大到小排列 对排列后的所有题型 f o ri = 1t ond o 在知识点一一认知分类比例表取t i n u m 个最大的n z i j 值，则t i 题型抽 t i n u m 个 试题它们的认知分类和知识点对应n z i j 所对应的知识点和认知分类级别， 若有多项最佳满足条件的n = z 值，则增加认知分类比例和知识点不相同的条件， 若还有多项，则在这几项中敢随机值 写最终参数表 n z ij = z ij s i n e x ti ( 5 )区分度比例分配。在平均区分度计算机模式表中随机取一模式值，得 出这份试卷的试题的区分度比例，并将此区分度比例变换成最终组卷参数表中 的区分度级别参数。变换算法参见基本组卷算法步骤( 5 ) 。 3 2 总体设计 3 2 1 考试系统的需求分析 远程通用考试系统是为了实现考试计算机化而设计的，因此要考虑到是在 互联网上进行，要做到系统是分布式的，另外，还要满足不同学科的需要。最后， 考虑到考试的保密性，要对安全给予足够的重视。 我分析设计了的系统信息流如图3 1 。 用户端不能直接操作数据库，而是由中间层，也就是应用服务器来和数据库 进行操作，使得用户端只需要通过浏览器，不需要其他额外的业务处理，是一瘦 客户端。这样，只要应用服务器连上网络，互联网的带宽要足够满足数据传输的 需要，不同时问和地点的客户端就町以通过网络直接进行考试了。实际应用时， 客户端基本上都是用基带或宽带上网，网速一般在5 1 2 k b s ，保证了带宽足够，同 时在应用服务器这边申请固定i p 服务，这样就具备了一个网络考试系统的雏形 了。 1 登陆系统 2 回传考试界面检索和保存数掘 圈3 1 系统信息流 系统的功能模块如图3 2 所示。 整个系统初步设计分为管理员和考试用户两大模块。 管理员模块主要实现的是具有管理员权限的客户的功能。包括试题库和试 卷库的操作，如组卷和增、删、改试题：对于一次或一段时间的考试结果进行统 计，给出统计图。另外，管理员模块中还包括对于考试客户的管理操作，有权力增 加和删除客户。 考试用户模块则主要是用户进行考试所需的一系列功能。如考试模块等等。 其中，图中未能画出一个重要的登陆模块。主要是对用户进行安全验证的。 图3 2 系统的功能模块图 3 2 2 考试系统的特点 现在有许多考试系统，与他们比较起来本系统具有许多特点。 1 评卷方式的通用性 ( 1 )网上评卷总体方案 计算机自动批阅判断题、选择题等客观题、主观题则提交给教师网上批阅。 在教师批阅时，不仅显示学生的答案，还显示参考答案和评分标准，便于教师 参考进行评分。教师批阅完后，主观成绩也入库，与客观成绩汇总，形成试卷 最后的成绩。为了使评卷工作做到公平、公正、公开，在教师评阅时，采用多 次评分策略，取平均分作为最终成绩；当单题评分差距达到单题总分的5 0 ，由 教师组长审核评分。 ( 2 )本地评卷方案i l 叫 考试结束后，考试组织部门可根据考试题目类型组织评卷。若是标准化考 试，由计算机自动批阅，回收成绩，生成成绩库，通过w e h 方式对外发布成绩 或打印成绩单；若有问答题、简答题等笔试题目，可组织评卷教师在局域网上 评卷，采用多次评分策略，取平均分作为最终成绩，回收成绩，与计算机自动 批阅成绩共同合并生成成绩库，通过e b 方式对外发布成绩或打印成绩单。 ( 3 )异地评卷方案 某些地区没有评卷条件、分散考点统评卷或考区交叉评卷，这时需要异 地评卷。因为考试数据采用分布式数据库存储，通过x m l 格式传输，提取数据 与存储数据由统一中间层接口处理，可完全与采用数据库类型无关，这样在用 户级别上看异地评卷和本地评卷操作方式相同。 2 考试平台的通用性 ( 1 )采用跨平台的开发语言 选用j a v a 语言作为开发语言，j a v a 语言具有简单性、面向对象、分布式、 解释型、可靠、安全、平台无关、可移植、高性能、多线程、动态性等特性。 保证了该考试系统可以在多种平台上运行，考试平台对于系统的无关性，体现 了服务的通用性。 ( 2 )操作系统平台的无关性 使用纯j a v a 语言丌发，满足系统平台无关性。采用浏览器一服务器标准配 置，浏览器一w e b 服务器一应用服务器一数据库服务器多层服务器结构：通过x 扎 文档完成数据交换，可实现从b s 结构的通用，并提供不同层次上的多套丌发 接口，与不同系统高度集成，具有良好的扩展性和开放性。现支持服务器系统 有：w i n d o w s n t 2 0 0 0 和l i n u x 。 3 数据存储的通用性 ( 1 )数据存储的无关性 系统采用分布式、异构模式数据库存储考试题库，通过x m l 文件在各考点 之间交换数掘。数据源的定义不外乎o d b c j i ) b c b d e 等几种，定义它的目的在 于转换程序的跨平台的通用性。实体定义包含两部分：结构定义和约束定义。 结构定义类似关系数据库的表定义，包含对每个字段的类型、长度等的定义。 约束定义则主要包含对字段的外键和引用的约束定义。 连接不同类型数据库并进行查询，生成xm 【j 文档。例如：通过j s p 技术对 s 叽s e r v e r 存储的x 扎丈档进行查寻并提取这些文档，然后将其传送给用户。 ( s q ls e r v e r 数据库本身就支持x m l 格式。对于j 不支持x m l 的数据库，您可以将 x m l 文档存储为字符大对象( c l o b ) ，并以文本块的方式检索文档。) j a v a 语言应 用程序的开发者提供了一个通用的s q l 数据库访问和存储结构，即j d b c ，它是 一种用于数据库访问的应用程序编程接口( a p i ) ，开发者可以通过j d b c 产品组 件之一j d b c o d b c 桥来完成：与数据库建立连接、发送语句、处理结果等工作。 在通用平台上，数据存储可以是异构的模式，达到了和数据存储类型的无 关。 ( 2 )数据库类型的多样性 数据存储的无关性，决定了数据库类型的多样性。数据库系统可以选用适 合小规模考试的a c c e s s 数据库、大规模考试的s q ls e r