基于.NET的《医学诊断学》无纸化考试系统的设(2)

图2 系统出题界面

3 系统的实现

3.1 自动组卷技术的实现

自动组卷策略是无纸化考试系统的关键技术之一，一直是无纸化考试系统研究中的热点问题。它一个多约束求优问题，采用的算法应该能够使题型、题量、知识覆盖范围、难度分布达到目标要求，能够充分体现组卷的科学性与合理性。目前的自动组卷策略主要有：随机法, 回溯法试探和遗传算法[5-7]。其中，随机法是由计算机随机从题库中选取试题。该方法简单易行但是所抽试题的知识点分布情况、试题难度等都很难控制，组卷质量不高。回溯试探法能够改进随机抽题法的不足，但该方法内存占用量大，程序结构复杂，试题选取缺乏随机性，组卷速度比较慢。遗传算法是较早运用到自动组卷领域的人工智能算法，该方法将试卷的多条件约束通过模拟生物学的遗传和变异过程不断迭代来得到满足组卷参数的试题，组成试卷质量较高。但是在实际应用中，该方法存在算法复杂，早熟和局部收敛的问题。本文提出了一种实用的适合于网络环境的自动组卷方法。

分析教师人工出卷的流程如下：①按照大纲要求选定考察范围。②确定考试总分和题型。③设定每个题型的题量及分数和每种难度的题目比例。按照一般的方法，难度级别分为容易、较易、一般、较难、难五个等级[8]。④形成试卷结构分布。参照人工出题的方法，自动出题法首先由教师设定考试参数，然后由计算机自动从题库中筛选，组成试卷。算法描述如下：

①由教师设定考试总分、题型；

②设定各题型知识点、难度、题量；

③从数据库中自动筛选所有符合设定知识点、难度的题目存入临时表；

④计算机从临时表中随机抽取设定题量的题目；

⑤存入数据库，形成试卷。

这种算法既保证了试题的随机性，又能控制试卷的质量。为了使出题具有更高的灵活度，系统设计了试卷编辑功能，实现生成试卷按需要修改。

3.2 AJAX无刷新考试界面的实现

传统Web应用程序在服务器和客户机传输数据时采取同步交互模式,页面中用户触发的每一次的HTTP请求都要传送到服务器，服务器进行相应的处理后，返回一个HTML页面给客户端。这是一种不连贯的用户体验，服务器在处理请求的时候，用户端的多数时间都处在等待状态，屏幕内容也是一片空白。而这在考试过程中就无形中占用了考试时间，并且对学生考试情绪有一定影响。为了避免这种情况的发生，系统采用了 AJAX(Asynchronous JavaScript and XML)开发模式。这种模式采取异步交互，它在客户端和服务器端之间加入了AJAX引擎，用户的每一个操作行为不会直接生成一次HTTP请求，而将会变成对AJAX引擎的一次JavaScript调用，能够实现在不刷新整个页面的情况下，对部分数据进行更新，从而降低了网络流量，杜绝闪屏白屏现象，非常适合在线考试。在该系统中使用了 AJAX ManageScript和UpdatePanel控件实现了AJAX调用。考试计时器使用了Timer空间，更加精准地实现了考试计时。

4 结语

随着教育改革的不断进行，考教分离越来越成为教育界的共识。但是传统考试模式却制约了改革的实施。随着计算机技术和网络技术在教育领域应用的不断发展，无纸化考试技术创新了传统的考试模式。应用计算机能够实现自动出题、自动批改、自动分析和查询分数的功能，既大大减轻了考务工作量，提高了效率，体现了公平，又避免了传统考试模式的弊端，实现了考教分离，是一种理想的现代化的考试模式。但是由于语言表述的复杂性，目前的考试系统仅对客观题实现了自动化批改，主观题的自动批改还需要进一步的研究。

考试是教育中的一个重要环节，发挥着考察学生知识掌握情况并为教师提供教学分析依据的重要作用。传统的考试需要经过组织命题、试卷印刷、考场安排、组织阅卷等诸多环节，耗费资源多，保密性差，人工阅卷效率低和公正性难以保证等一系列问题。随着计算机和网络技术的迅速发展和在教育领域应用的普及，基于网络的计算机无纸化考试展现出了越来越多的优越性。无纸化考试成为了CAI研究领域的热点。1 《诊断学》无纸化考试系统及其发展背景由于无纸化考试能够实现自动出卷、自动评分、有效防止作弊等优点，实现了考试功能与教育评估和教育管理功能的有机结合。国外在这个领域的研究起步比较早，有些到目前已经发展成为产业化考试，如著名的TOEFL考试。但是一般的无纸化考试都有非常强的针对性，不论从试题库还是考试系统，都无法直接应用到其他学科。《诊断学》是由基础医学过渡到临床医学十分重要的一门课程，课程内容覆盖面广，信息量大，内容繁多，且专业性强[1]，将其知识点设计成无纸化的智能应用系统，人们早期已经进行了实用性的研究[2]。其考务方面，涉及范围广，工作量巨大[1,3]，出卷、改卷并进行成绩分析是一项非常艰巨的任务，特别在时间紧张的情况下矛盾更突出。应用无纸化考系统有利于解决上述问题。但是目前还没有针对该方面的专门的无纸化考试系统的介绍，本研究利用网络和数据库技术，开发了一套诊断学无纸化考试系统。2 系统总体设计和功能2.1 开发环境该系统在Windows Server2003操作系统和IIS6.0环境下开发。采用VS2008集成开发平台，应用C#语言和.NET技术，采用微软 SQL Server2005作为数据库管?系统总体结构目前的无纸化考试系统总体分为两种模式：单机模式和网络模式。网络模式又可分为C/S模式和B/S模式。其中单机模式在早期应用比较广泛，但是由于需要在每一台考试机上安装系统，导致考务和系统升级的工作量都很大，有的还需要用软盘存储考试系统和考卷，从信息安全和成绩回收上都存在缺陷，因此制约了它的发展。在网络模式下的无纸化考试系统的功能得到进一步加强，它不仅能够允许更多的考生参加考试，而且可以减少系统安装和升级维护的工作量，还能更好的解决系统的信息安全问题并且能够更快地反馈成绩。因此得到了广泛的应用。其中，C/S模式和B/S模式比较起来，后者是基于Web的，应用范围更加广泛，且不需要安装专门的应用程序，考试机只需要浏览器就可以进行考试，维护和使用起来更加方便快捷。因此，系统采用了这种构架，并采用了三层体系结构。所谓“三层”是指逻辑上的三层。即用户层、应用逻辑层和数据层。其中应用层位于最外层，在该系统中,它负责为用户提供图形界面，负责处理用户的输入输出。应用逻辑层位于中间层，它负责连接用户层和数据库层，能够建立实际的数据库连接，根据用户的请求生成SQL检索语句或更新数据库，并把结果返回给客户端。数据库层位于最底层，负责实际的数据库存储、检索和更新[4]。这种方式可以大大减轻传统的B/S结构不能解决服务器端工作负荷量大的问题，缓解了数据层的任务压力，既有利于封装代码，提高数据库的访问效率和数据安全，也能够应对大流量的数?系统功能该系统由前台考试系统和后台管理系统两个部分组成。前台实现了考生登录、在线考试、成绩查询等功能。后台管理部分实现了对系统使用人员(包括管理员、教师和学生)三种用户的权限设定和信息管理，还包括了题库管理、出题管理、试卷管理、试卷批改和成绩分析等功能。系统功能模块图如图1所示。图1 《医学诊断学》无纸化考试系统功能模块图2.4 系统功能介绍前台考试系的功能有：①学生登录、更改密码、查询成绩。②在线考试。考生首先选择考试科目和试卷，如果在被允许参加本次考试的名单内，且在正确的考试时间限定内，则进入试题界面，屏幕上同时开始考试倒计时，随时提醒考试剩余时间。考生答题完毕后点击“提交试卷”。考试时间到后系统会也会自动提交。试卷提交后不能再次读取和修改，考生也不能再次进行该考试。后台管理模块功能有：①权限设置功能。默认情况下，管理员可以对考试系统的任何一种功能进行操作。教师仅对本科目的考生信息、考试成绩、题库、试卷和试题进行维护和操作。其中成绩可以导出为Excel表格储存。学生仅能参加考试、修改自己的密码和查询成绩。各种用户权限还可以由管理员进行管理和更改。②科目管理。对考试科目添加删除和维护。③题库管理。可以添加修改试题及其属性。试题类型有单选题、多选题、判断、填空和问答题等。试题的属性包括：试题科目、题型、题干、答案、题目知识点和题目难度等。④出题管理。包括人工和自动出卷两种方式。其中，人工出卷由教师设定题型和分数，系统会呈现出该科目的试题库，教师按需要勾选试题组成试卷。自动出卷首先由教师设定试卷的分数、题型、题量、知识点、难度系数等条件，然后由计算机在题库中自动迭代筛选符合条件的题目，最后呈现出符合教师要求的试卷。出题界面如图2所示。另外还可以根据需要调整已选试题，生成最终试卷。⑤考试管理。设置试卷生效和过期时间、本次考试时长、允许参加考试的班级等信息。⑥自动批改。系统自动批改客观题。包括选择、判断题。同时，会将主观题的答案和学生的答案同时呈现出来，方便教师对照给分。主观题给分后，系统自动计算总分。⑦成绩分析。以班级为单位，统计出平均分、及格率、优秀率、最高分、最低分、各分段的分布情况等。图2 系统出题界面3 系统的实现3.1 自动组卷技术的实现自动组卷策略是无纸化考试系统的关键技术之一，一直是无纸化考试系统研究中的热点问题。它一个多约束求优问题，采用的算法应该能够使题型、题量、知识覆盖范围、难度分布达到目标要求，能够充分体现组卷的科学性与合理性。目前的自动组卷策略主要有：随机法, 回溯法试探和遗传算法[5-7]。其中，随机法是由计算机随机从题库中选取试题。该方法简单易行但是所抽试题的知识点分布情况、试题难度等都很难控制，组卷质量不高。回溯试探法能够改进随机抽题法的不足，但该方法内存占用量大，程序结构复杂，试题选取缺乏随机性，组卷速度比较慢。遗传算法是较早运用到自动组卷领域的人工智能算法，该方法将试卷的多条件约束通过模拟生物学的遗传和变异过程不断迭代来得到满足组卷参数的试题，组成试卷质量较高。但是在实际应用中，该方法存在算法复杂，早熟和局部收敛的问题。本文提出了一种实用的适合于网络环境的自动组卷方法。分析教师人工出卷的流程如下：①按照大纲要求选定考察范围。②确定考试总分和题型。③设定每个题型的题量及分数和每种难度的题目比例。按照一般的方法，难度级别分为容易、较易、一般、较难、难五个等级[8]。④形成试卷结构分布。参照人工出题的方法，自动出题法首先由教师设定考试参数，然后由计算机自动从题库中筛选，组成试卷。算法描述如下：①由教师设定考试总分、题型；②设定各题型知识点、难度、题量；③从数据库中自动筛选所有符合设定知识点、难度的题目存入临时表；④计算机从临时表中随机抽取设定题量的题目；⑤存入数据库，形成试卷。这种算法既保证了试题的随机性，又能控制试卷的质量。为了使出题具有更高的灵活度，系统设计了试卷编辑功能，实现生成试?AJAX无刷新考试界面的实现传统Web应用程序在服务器和客户机传输数据时采取同步交互模式,页面中用户触发的每一次的HTTP请求都要传送到服务器，服务器进行相应的处理后，返回一个HTML页面给客户端。这是一种不连贯的用户体验，服务器在处理请求的时候，用户端的多数时间都处在等待状态，屏幕内容也是一片空白。而这在考试过程中就无形中占用了考试时间，并且对学生考试情绪有一定影响。为了避免这种情况的发生，系统采用了 AJAX(Asynchronous JavaScript and XML)开发模式。这种模式采取异步交互，它在客户端和服务器端之间加入了AJAX引擎，用户的每一个操作行为不会直接生成一次HTTP请求，而将会变成对AJAX引擎的一次JavaScript调用，能够实现在不刷新整个页面的情况下，对部分数据进行更新，从而降低了网络流量，杜绝闪屏白屏现象，非常适合在线考试。在该系统中使用了 AJAX ManageScript和UpdatePanel控件实现了AJAX调用。考试计时器使用了Timer空间，更加精准地实现了考试计时。4 结语随着教育改革的不断进行，考教分离越来越成为教育界的共识。但是传统考试模式却制约了改革的实施。随着计算机技术和网络技术在教育领域应用的不断发展，无纸化考试技术创新了传统的考试模式。应用计算机能够实现自动出题、自动批改、自动分析和查询分数的功能，既大大减轻了考务工作量，提高了效率，体现了公平，又避免了传统考试模式的弊端，实现了考教分离，是一种理想的现代化的考试模式。但是由于语言表述的复杂性，目前的考试系统仅对客观题实现了自动化批改，主观题的自动批改还需要进一步的研究。参考文献：[1]陈文斌, 潘祥林. 诊断学[M]. 北京：人民卫生出版社,2008：1-4.[2]王志荣,徐 晤,黄一虹,等.诊断学虚拟实验室的创意与建立[J].中国高等医学教育,2007(7):77-78.[3]蔡瑜娇,杨 桦,王国威. 医学诊断学试卷分析及思考[J].中华医学教育探索杂志，2011,10(6):714-715.[4]范振钧.基于ASP.net的三层结构实现方法研究[J].计算机科学，2007(4):289-291.[5]陈 倩.基于XML和自动组卷技术的自动考试系统[J].东莞理工学院学报，2011,18(1):33-36.[6]周艳丽．基于改进遗传算法的自动组卷问题研究[J].计算机仿真，2010(9):83-86.[7]韩院彬，张京军.基于改进遗传算法的满足可靠性QoS约束的组播路由算法[J].计算机应用与软件，2009(5):95-98.[8]吕 波,柯 磊,李元锋,等．环境卫生学考试试卷分析[J].预防医学情报杂志,2004,20(5):595-597.

文章来源：《诊断学理论与实践》 网址: http://www.zdxllysj.cn/qikandaodu/2021/0219/379.html