[摘要]文章设计与实现了一个试题自动提取系统，论述了该系统的特点及构建原则；阐述了系统的结构和功能；并详细描述了系统所采用的关键技术。系统针对考试系统中试题的自动提取展开研究，把试卷中的问题归类为试题库中若干张表，以解决试题库中人员管理问题、题型问题、课程问题及安全问题等。同时该系统对试题提取过程中的重复性问题、难度问题、章节问题等进行重点处理，在试题添加过程中加进适当的因子进行控制，以保证试题抽取的科学性、合理性和规范化。
[关键词]试题；自动提取；设计与实现
[中图分类号]G40-057 [文献标识码]A [论文编号]1009-8097(2011)01-0103-04
引言
在精品课程和网络课程建设过程中，试题库建设问题是一个值得研究的问题，教师要建立试题库，以前都是依靠学科教师把每年的考题积存在档案袋里，然后调出来，供学生练习或教师下次出题用。这样很不方便，而且题量有限。随着信息化建设步伐的加快，各级学校的校园网都已建成，试题自动抽取、网上考试正被越来越多的学校重视。因此我们有必要研究一个试题自动提取系统，更科学地对知识进行考查，更好地发挥校园网的作用，同时试题库的建设，可以更好地实现资源共享，促进教育教学改革和教学质量的提高。通过对大量文献研究分析，发现试题自动抽取系统，正在被越来越多的学校和专家所关注，因为它正改变着人们的教育观念、考试模式和教学模式。有些专家研究了试题自动抽取系统的算法，如题库系统试卷自动生成算法研究；有些专家研究了用VB和ACCESS数据库实现试题自动抽取的方法；有些专家研究了基于遗传算法的试题库智能组卷系统；但受VB系统自身所限在网络环境下路径问题一直困扰着人们，实际真正应用于实践的系统还存在一些问题需不断解决。我们在前人研究的基础上，采用基于Brower／Server(B／S)模式架构设计，以Windows 2003+IIS6.0作为服务器的运行环境，采用ACCESS建立数据库进行数据管理，采用ASP和JSP技术作为开发工具，并以ADO作为数据库访问技术，使用了VBScript和JavaScript作为脚本语言，对试题自动抽取系统进行了设计、研究和实现。
一、系统特点及构建原则
1.系统特点
(1)适合不同学科
对不同的学科都可以使用该系统，只需要改变题型就可以。
(2)可详细定义试卷属性
对考试科目、考试类别、考试学校、适用班级、考试时间等进行动态定义。
(3)分章节、按知识点抽题
在数据库中加进章节和知识点标识，保证试题知识点的全面性。
(4)可手动和自动两种方法提取试题
通过手动抽题保证试题的全面性和系统性，自动抽题保证了试题的随机性和快捷性。
(5)分工明确
前台由学生和教师抽题使用和练习考试使用，后台由学科教师出题、建题库使用。
(6)动态管理
不论是试题追加还是试题抽取都可以动态进行，可以随时完善题库和对所出试题进行修改。
试题库中试题类型可以随科目不同而追加或修改。
(7)试题难易可控
对不同的试题设有难度层级。
(8)方便灵活
界面采用智能化管理，不熟悉程序设计的教师也可以使用。
(9)自动导入Word文档形成试卷，并可在线考试。
2.构建原则
(1)方便实用原则
试题录入和抽取都可以采用手动和自动两种方式。两种方式的使用保证了试题在抽出后的重复率降低、知识面覆盖广。
(2)试题的审核原则
在抽出试题后，有专门的系统，让学科专家审核，如果通过才能形成一份试题，不能通过就不能形成试题，保证了试题的可靠性和可信度。
(3)安全可靠原则
系统专门设计了管理和安全模块，保证了试题的安全性。
(4)美观易用原则
界面设计美观大方，用户使用简单易操作。
二、系统结构设计
系统结构及主要模块的功能，如图1所示。试题自动提取系统主要功能是解决随机抽取、自动生成试卷等问题的。主要模块有：课程配置、试题与组卷、人员管理、试题管理和系统安全等，如图2所示。系统的主要功能特点如下：
1.B／S模式简单易用，分布式管理方便实用
试题输入、抽题、审卷都在该模式下运行，便于维护升级，并能够与校园网集成。试题和考试都可以进行分布式管理，教师可以随时和随地进行试题录入和试题抽取。学生可以随时在互联网或校园网上抽取试题检测自己的学习情况。
2.教师出题、学生练习、在线考试都可进行
试题及组卷模块，教师可以方便的抽取试卷，。并配有答案，计算机可以批阅客观题，教师手工批阅主观题。同样学生可以在线上做题练习，并查询答案。
3.灵活的题库抽取策略
随机出题，保证了考试的公平性、保密性。
可以按题型、知识点、难度、章节等参数让系统自动抽题；根据需要给定试题分数和修改试题分数：还可以修改题型。
4.完善的试题管理功能
对试卷可以进行修改，教师可以对不满意的试题进行手工处理；定义的试卷可以导入Word文档，即可满足传统考试和练习的要求，也可进行在线考试。
5.完整的用户管理和权限控制
系统包括管理员、学科教师、学生等用户，不同用户对系统的使用权限不一样，保证题库的安全性。
三、系统关键技术设计与实现
1.数据库设计
数据库结构的设计是整个系统设计中最为重要的环节，合理的数据库不仅能简化数据库操作程序的编写，提高系统的工作效率，而且能方便系统的扩充与维护。本系统采用ACCESS作为数据库。
主要由以下9张表组成，如表1所示：
另外一些表是常规管理中常用表，如：管理人员表、公告表、系统日志表等；还有各类型的题库信息表，每个类型占一张表。
2.自动提取试题算法设计与实现
(1)当完成了数据库中表的设计后，又设计了专门的录入、修改等界面(如图3)，与数据库中的各表关联，完成数据添加任务和修改任务，给各字段赋值。
(2)录入参数包括题型总数、各种类型试题数、难度及试题总分等数据，如图4和图5所示。
根据录入的参数建立循环处理函数。第一层循环为试题类型的循环，第二层为试题类型中的难度循环，第三层为试题类型中的试题数量的循环。若循环体中没有相应的参数，系统会自动跳到下一层循环。
(3)试题中难度问题的解决
在试题库数据添加时，直接由学科教师根据经验按各型试题的要求，把试题难度分成几类：很难、难、较难、较易、易几个等级，保证出题需求和质量，如图5所示。
(4)试题中随机提取试题问题的解决
获得试题库表中试题类型和要求难度的试题总数后与前面相应参数作对比，如果试题总数小于或者等于抽取题型数量，则将试题库中的所有试题都插入试卷表中，如果试题总数大于抽取试题数量，则运行randomize函数，产生不同的种 子数，再用Rnd( )函数获得一组随机数字，存放在数组中，然后通过这组随机数字从试题库中抽取试题。
(5)重复问题的解决
在获得随机数字的时候，系统会判断前面所获得的数字，如有重复，则删除该数字，以防止数字重复，也就是试题重复。
(6)上下题知识点重复问题的解决
除了在建立表时有章节字段可以解决章节知识点问题，同时若同一知识点在不同题型中出现的解决也很关键，我们在建立数据库时，可以给各知识点以标识，通过不同的标识来区分知识点，在试题抽取时可以对标识进行判断，后面题型所抽试题避免出现前面知识点。
在获得需要插入的试题数据之后，我们设计了系统插入过程，在插入过程中，系统会将试题库中的试题ID(关键字)存到试题表中，并插入试题类型分值和排序号，以及试题的总分。
(7)试卷的生成
该系统设计了自动组卷和手工添加试卷两种操作方式，自动和手工添加试卷不同的是：自动组卷在选择试题时只需要操作者输入相应的参数，系统便会根据参数值从系统数据库自动选择试题，完成组卷操作。
在输入完试卷信息后，该系统设计有试卷参数设定页面。在页面中列出此门课程中的题型和试题(试题数据按试题的难度划分)，操作者可以在后面输入需要的试题数量以及设定试题分值和排序号。设定之后，系统将根据设定的参数值，自动从试题库抽取试题，从而组成试卷，如图6和图7所示。
在生成试卷时，系统从数据库中获取所要生成的试卷信息，然后从试卷表中获得试题信息，最后通过试题ID(关键字)将试题表中的试题循环显示。
3.试卷的管理与打印
试卷生成之后，有专门的试卷管理页面，可以查看试卷的信息，以及修改和预览试卷。
(1)在修改页面中可以修改试卷的参数，以及试卷里面的试题和调整试题类型的分值。试卷总分是按照试题的类型数量和试题类型的分值计算的，如图8所示。
(2)在预览页面中可以看到试卷最后的组成效果，在试卷的最下面可以点击打印和打印答案按钮。试卷生成实现之后，可以将试卷导入到Word中，系统会自动生成一份Word格式的试卷。同时，该系统还可以进行在线考试。
四、结语
该系统通过多个维度对数据库进行了设计，保证了试卷的信度和效度、试题的难易度和区分度；采用随机抽取的方法保证了试题的随机性和安全性；利用B／S模式保证了试题的分布式管理；利用数据库技术保证了数据的可存储和再利用。该系统在《C语言精品课程》、《现代教育技术应用》、《教育软件与开发》等多门精品课程和网络课程中试运行效果良好，较好地满足了教学需要。教师可以很容易地形成所需试题，学生可以通过试题的形成对所学知识进行检验，从而促进了教学改革，实现教考分离；同时又可以把教师从繁重的出题判卷中解放出来，使大量精力用在如何提高教育质量上，试题库的建设也极大地丰富了教学资源，使更多的教师和学生分享网络资源的成果。
当然，系统中还有一些问题需要完善，如该系统试题自动提取采用的是随机函数的数学模型，虽然加进了许多约束条件来保证试题的信度、难度及效度，但还不能完全保证试题在抽取时覆盖面的问题；在主观题的判卷上还要进一步引进人工智能和自然语言的分词系统进行处理。
基金项目：本文系山西师范大学教改项目课题组课题“试题自动提取系统研究”(编号：SD2007ZDET-04)和“C程序设计精品课程”(编号：SD2008JPKC-09)的研究成果。
作者简介：康桂珍，山西师范大学教育技术与传媒学院教师，副教授，硕士。研究方向：教育技术学和信息技术应用。
收稿日期：2011年11月1日
编辑：小西