浅谈计算机辅助考试管理系统

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  【摘要】 計算机辅助考试管理系统是计算机辅助教学的重要环节,同时也是评教的有效工具,系统的研制结合了多学科知识的综合的应用,这些思想始终贯彻在辅助考试系统的分析和设计中。
  本文研制了一个通用的计算机辅助考试管理系统工具软件。该系统为用户建立试题库进行微机管理提供环境及工具,使得一般用户在无需计算机专业系统开发人员的参与下,借助于该平台就可实现本学科试题库的建立及微机化的管理。
  该系统是一个集试题库管理、组卷与结果分析为一体的应用软件系统,它在C ,VBA和Visual FOXPRO数据库管理系统下实现。阐述了计算机辅助管理系统的设计原理及方法,给出了计算机管理环境下的题型分类、试卷评测体系和指标。从科学、实用的角度构造系统功能结构,包括题库录入、题库维护、生成试卷、阅卷分析、随机测试、系统服务功能。
  在试题生成方面,采用人工即自动生成两个策略,同时充分考虑成卷试题的章节和难度的均匀分布性,成卷条件任意组合,人工交互采用窗口及菜单技术。同时介绍了在C ,VBA和Visual FOXPRO环境下生成和处理试卷的思想方法,只是库更新的基本原理及命题知识库更新的基本算法,以及在C 和Visual FOXPRO下获得批量随机数的方法。
  【关键词】 CAI;CAT;知识库;面向对象;题库;随机选题;命题逻辑
  
  Shallowly discusses the computer assistance test management system management system
  ZOUBenna
  【Abstract】 The computer aided managing in examination system is the important link of the computer-assisted instruction, comment the effective tool taught too at the same time , systematic research combine more application of knowledges. multi-disciplinary comprehensive application of knowledge to wait upon, thought these carry out in auxiliary to have an examination of the systematic analysis and design all the time.
   Thesis this develop one in common use computer irradiation have an examination the tool software of administrative system. This system offers environment and tool for the thing that users set up and try the exam pool to manage the computer, make general users under needing participation of the professional system developer of the computer, can realize copies of discipline foundation and computer management to try on exam pool with the aid of platform this.
  This system is a application software system incorporating trying the management of the exam pool , group to analyse with the result beautifully into an organic whole, it is in c , realize under VBA and Visual FOXPRO5.0 data base management system . This thesis has explained design principle and method of the computer aided managing system, provide the question type under the computer management environment and classify , the paper assesses and tests the system and index . From science, practical narrow systematic function structure of structure , including the exam pool is input, analysing , tests at random , systematic service function that the exam pool safeguards, turns into the paper, goes over examination papers.
  Produce the respect in the examination question , adopt and produce two tactics artificially automatically , fully consider into the chapter of an examination question and even distribution of the degree of difficulty at the same time , rolls of condition the wanton make up the artificial to adopt by window and menu technology mutual.Meanwhile, having introduced in C in the article, VBA and Visual FOXPRO environment are grown into and the way of thinking of dealing with paper, basic algorithm that just bitter newer basic
  principle and knowledge base of the proposition upgrade , and obtained the method of random number of batch under C and Visual FOXPRO.
  【Key word】 CAI; CAT; Knowledge library; Object-oriented; Question bank; Stochastic selected topic; Proposition logic
  【中图分类号】:G434【文献标识码】:B 【文章编号】:1009-9646(2008)04-0083-03
  
  计算机辅助教育与计算机辅助教学是计算机技术的一个非常重要的应用领域之一,而且由于近十年来微机技术、网络技术、多媒体技术与相应的软件技术的发展,更加促进了CAI与CBE的飞速发展。目前CAI与CBE已逐步成为现代教学的一个很重要而且有效的手段。
  
  1 CAI在国内外的发展情况
  
  1.1CAI在国外的发展概况。自1958年美国的IBM公司的沃斯顿研究所设计了第一个计算机教学系统以后,60年代初开始把计算机技术引进到教育领域,人们开始从方法学的研究发展到与实际的计算机系统相结合,在多种计算机系统上针对不同的学科,分别开发出一些计算机辅助教学软件作为学生自学与复习的一种辅助手段。
  70年代到80年代,CAI逐步得到发展和推广,且相应的工具被开发出来,产生了较丰富的支持系统。較典型的应用系统有IBM公司的IIS与IIAS,这是一个较典型的在当时大型机S370上的CAI支持系统。内容包括教师的教材写作,学生学习,实体管理与考试系统。另外还有美国的PLATO-4系统,Sophie系统 ,CDC公司的TUTOR及加拿大的NATAL系统等。美国教学实验服务处对PLATO-4系统的全面评估之后,表明在计算、生物、化学、英语、数学等五个教学科目内可以部分的取代教师的作用。
  80年代初以后,随着计算机网络、微机、多媒体与现代软件开发等现代计算机技术的发展与普及,大大地促进了CAI的发展,而且由于声,象等多媒体技术的应用,使得他已逐步深入到教学的各个环节,其具体表现如下:
  ①国际上许多大学都已逐步建立起CAI研究中心和提供学生CAI的上机条件。
  ②试题库,题库管理系统,带智能的考试系统等都已开发。学生可以在CAI实验室里听教师讲解,也可以用试题库进行自检等。
  ③国外一些公司对雇员的培训已逐步由原来的集中培训,改变为采用CAI技术,由雇员自己从CD-ROM中进行学习。大大减少了公司的开销。
  ④在国际教学年会上,专题讨论CAI的各类问题。
  1.2 CAI在国内的发展概况。我国开展CAI开始于六十年代。由于技术与基础条件的差距,使国内各大学的CAI的实际使用起步较慢。我国CBE与CAI的研究落后于发达国家,自80年代开始,由师范大学部分教师从跟踪国外先进技术的角度,开始了解、研究与探讨CAI技术,到80年代中期以后,随着微机技术的发展,汉字处理技术的成熟,为我国的CAI技术的发展打下了基础,使我国的CAI技术业蓬勃发展。到80年代末,许多高校都相继成立了CAI先进技术、各种实用系统。自85年开始,召开了多次CAI研讨会,从各种角度对CAI进行研究学习,并将CAI教学软件的开发列入高校教学指导委员会的工作计划,同时列入教材建设计划之中,并建议各校在条件成熟时,建立CAI软件研制开发机构,形成研制、开发、推广和应用一条龙体系。国家教委已制定有关条例,把CAI工作开展作为学校评价的一项指标,启动211工程中,把各校的CAI建设作为申请进入211工程的一个必要条件。为此,大大地推动了CAI工作的开展。各校投入了大量的资金用来购买设备,建立CAI基地,抽调人员成了CAI研究中心。用以开展CAI相关技术的研究,支持环境的建设及CAI软件与课件的开发。使CAI逐步成为学校日常教学工作的重要组成部分。
  
  2 CAI在现代教学中的重要意义
  
  CAI是人们利用计算机技术来开发一切学习资源,通过它,使得计算机与人之间的交互工作方式,达到学习新知识,复习旧知识,全面掌握知识的目的。CAI既可以用来代替教师进行各门课程的学习,也可以作为常规课程教学的补充手段。所以,CAI是当前开展教学改革的一个十分重要的手段之一,92年召开的全国高校工作会议上,国家教委主任朱开轩同志在谈到深化教学改革的思路和主要目标时指出:总的来说,是要按照'面向现代化、面向世界、面向未来'的要求,全面贯彻执行党的教育方针,加大教学内容,教学方法改革的力度,大力推进现代化教学手段的应用。教学内容、教学方法的改革与现代化教学手段的应用密切相关。在教学中充分使用现代化手段,特别是大力研究与推广CAI教学改革的重要方面之一。
  它将有力地促进教学内容、教学方法改革的力度,大力推进现代化教学手段的应用,大大地推进教学方法革新,并将改变甚至在很大程度上改变现有的教学模式。美国技术评定办公室对CAI做了如下评价:
  ①在学校面临教学人员减少,班级规模又较大的情况下,CAI可能是用来布控教学能力的最可行的途径。
  ②从地理上和实践上为教学的分布和训练提供了一种手段。
  ③允许学习者在他们方便的时间学习,并且对他们的学习策略做出诊断和及时的反映。
  ④它可以教给学生更适合信息时代新的思维和新的解决问题的方式。
  可以看出,在新的计算机技术支持下的CAI给学习这一很大的自主权,无论在时间,地点,及学习内容的选择方面都提供了最大限度的方便。这对目前我国部分高校逐步向学分制的转换提供了一个可行的且必不可少的条件。
  
  3 与CAI相关的主要技术问题
  
  CAI是现代计算机技术、现代艺术与人类认知过程研究的综合性技术的产物,而现代计算机技术是开展CAI的基础。这里包括硬、软件等各方面的技术。CAI是教学的重要辅助手段,所以,可见所包含的知识,内容、结构与组织形式必须符合人的认知过程。下面就上述问题作简明的叙述。
  与CAI研究密切相关的现代计算机技术有:
  3.1 微机技术。自80年代初微机发展以来,计算机技术发展速度比以往更快。正由于微机的飞速发展,使计算机从实验室专用设备很快走向社会,走向各行各业,走向家庭。在发达国家,每个大学生都人手一台微机,在国内微机也开始走向家庭。大量的CAI系统都建立在微机系统上。它是CAI的应用的硬件基础。
  3.2 汉字处理技术。计算机的字处理技术也是CAI的基础之一,在中国的汉字处理技术,以及在这之上的文字处理与各种图表处理技术,也是CAI的重要基础之一。汉字处理技术的发展作为我国的计算机应用奠定了基础。
  3.3 多媒体与超媒体技术。超文本是60年代TEdNelson提出来的。即由传统的结点及接点间的链路构成的语义网络。可用于表示非线性的类似人类联想记忆结构。近年来由于多媒体即文字与声音、图像技术结合,可以用来表示更生动,更复杂的各类综合信息。H.Maurer教授给出如下的公式:
  超文本(Hypertext) 多媒体(Multimedia)=超媒体(Hypermedia)现代多媒体与超媒体技术是开发高性能CAI可见的重要基础技术之一。
  3.4 网络技术。计算机网络技术教育与培训在现代新技术飞速发展的冲击下,面临着新的挑战。
  对每个人来说,学习将贯彻终身。这样,显然原来的课堂教学模式是行不通的。而现代计算机网络技术与信息高速公路使教学过程走出课堂,每个学习者可以根据其时间上、地理上的可能,在任何地方学习所需要的内容。这就是远距离教学。网络技术给CAI提供了很理想的技术支持。
  3.5 人工智能。人的认知过程是人类对新知识的学习过程。显然,人工智能对CAI的研究有着很重要的推动作用。70年代开始,由人工智能学科、认知学科和思维学科作为理论基础,研究人类学习与思维过程和特征,以寻求学习认知模型。所以,人工智能是CAI研究的理论基础之一。
  3.6 其他工具与技术。与CAI研究相关的工具与技术还有面向对象的软件开发技术即O-O技术和在WINDOWS环境下各类文字处理、图像与表格处理、图像处理等工具与技术。
  计算机辅助考试管理系统软件是一种适合各层次、各学科建立试题库并进行微机管理的工具。即使是不懂计算机知识的用户也完全有能力使用它来建立自己学科的试题库,并加以各方面的管理。试题库的建立,可以使考试工作标准化,便于按统一尺度进行教学质量评估,并且减轻教师的工作量,解決了传统人工命题费时、效率低、出题面窄、缺乏科学性等缺点。在试题库建立后,用户可以根据需要采用人工或自动方式生成考试试卷,完成试题及答案的查询、输出等工作。
  由于建立题库可以集中每学科所有的优秀试题,从题库选题生成的试卷更综合、全面、科学。因而对题库进行科学管理使用早已成为CAI研究及开发的课题。然而,由于各学科之间差异,所要求的试题格式、类型各不相同,还有图形文字统一管理使用、图形文字的混合显示、打印等问题困扰着人们,使得题库管理系统在实现多功能、实用性,尤其是通用性方面较为困难。
  本系统采用VISUAL FOXPRO5.0与C 混合编程技术,有效地解决了数据库管理中的图形生成及连接的难题,充分发挥了VISUAL FOXPRO在数据库管理方面简便、灵活、快速的优势,以及C 语言在图形生成方面的强大功能。而对于用户,人机交互采用窗口及菜单技术,并配有汉字提示,易于掌握,使用方便。
  作为工具软件,它为用户建立试题提供环境及管理工具,使得不具备计算机编程技术的用户也能得心应手的建立自己的题库系统,同时可以避免每门课程都单独研制编程而造成的人力、物力方面的巨大浪费。
  
  4 CAI系统的特点及要求
  
  CAI设计之前,应考虑五个问题。第一个问题是“为什么”即why?也就是为什么要制作这个CAI系统;第二个问题是“谁使用”?也就是系统的使用者是谁;第三个问题是“何时用”?也即是在教学过程中那个阶段使用;第四个问题是“怎样用”?也就是怎样使用这一系统;第五个问题是要完成的这个CAI是什么,明确了这五个问题,也就明确了系统的设计目标。
  CAI管理系统工具软件,作为工具,它不同于某单独学科的试题库系统。单一学科的数据库系统结构单一,容易确定,功能上只完成本学科要求即可。而此CAI系统是一种通用试题库系统,调用试题库工具软件要面对各层次,不同学科的用户,要满足各种不同的需要,因而要综合各学科的特点来确定可见数据结构,并且使用上要尽量简单、方便、灵活,以满足不同层次的用户需求。因此,此类工具软件应具有如下特点,也即是系统的设计目标:
  4.1 要有较强的通用性。是不同层次用户能方便的建立各学科教程可见文字及图形,因而要提供给用户一个文字和图形的写作环境,而不是要求用户自己编程序建立。
   4.2 考虑到用户的层次不一,因而人机交互界面应该简单、直观,易于学习、掌握、使用,并要有适当的汉语提示。
   4.3 要具备基本的库管理功能,包括试题、答案、试卷库、学生管理库、文字和图形显示、打印、增加、删除、修改、检索等功能。
  4.4 组卷方式可以采用人工组卷方式,也可以由系统自动生成。目的是给用户更大的选择机会,能够直接参与组卷,控制组成试卷的各项指标,也能够快速自动的由系统生成。
   4.5 随机试题功能。随机选题更能体现试卷的客观性,在满足必要的条件下,由系统随机确定选中哪些项目。
  4.6 提供试卷排版输出的功能,为了使用户使用方便和提高试卷版面的质量,应采用文字图形同时显示进行排版,同时系统将自动将试题按照题型分类排版输出。
   4.7 检索及成卷的条件要能够任意组合,速度要尽量快。
  收稿日期:2008-4-07
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