摘 要：采用面向?qū)ο蠓治龇椒║ML來(lái)實(shí)現(xiàn)考試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，克服結(jié)構(gòu)化方法開(kāi)發(fā)的軟件維護(hù)和重用困難的缺點(diǎn)，融合現(xiàn)代教育測(cè)量學(xué)原理S-P，S-T分析和多種統(tǒng)計(jì)分析方法，使考試系統(tǒng)和形成性教學(xué)效果評(píng)價(jià)有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)新地?cái)U(kuò)展了考試系統(tǒng)功能，并用C#實(shí)現(xiàn)在線考試和形成性教學(xué)評(píng)價(jià)的集成系統(tǒng)，對(duì)監(jiān)控學(xué)習(xí)效果、提高教學(xué)質(zhì)量有一定的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：面向?qū)ο?；UML；考試系統(tǒng)；S-P，S-T分析

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-373X(2008)22-088-03

Application Study of Supporting the Teaching Effect Appraisal Test System Based on UML

WENG Daiyun，DONG Yong，TANG Shiyi

(Chongqing City Management College，Chongqing，400055，China)

Abstract：This article uses object-oriented analysis method UML to realize the test system′s development，overcomes the structurized method development software maintenance and entrusts with heavy responsibility and difficult shortcoming，fuses modern education surveying principle S-P，S-T analysis and many kinds of statistical analysis method，causes the test system and forms the teaching effect appraisal organic synthesis，the innovation expands the test system function，and realizes the online test with C# and forms the teaching appraisal integrative system，it has practical value of monitoring study effect and improving teaching quality.

Keywords：object-oriented;UML;test system;S-P，S-T analysis

1 引 言

考試系統(tǒng)是目前教育行業(yè)應(yīng)用較多的軟件。但在通常情況下，均采用結(jié)構(gòu)化的方法開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致軟件的維護(hù)困難，且其中的通用功能模塊難以重用在其他系統(tǒng)中。面向?qū)ο蠹夹g(shù)是一種新興的程序技術(shù)，其基本思想是使用人現(xiàn)實(shí)世界中客觀存在的事物-對(duì)象出發(fā)來(lái)構(gòu)造軟件系統(tǒng)，并在系統(tǒng)構(gòu)造中盡可能地運(yùn)用人類的自然思維方式。采用面向?qū)ο蟮姆椒▉?lái)開(kāi)發(fā)軟件，可以克服結(jié)構(gòu)化方法開(kāi)發(fā)的軟件維護(hù)和重用困難的缺點(diǎn)。

2 考試系統(tǒng)概述

考試系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)題庫(kù)管理、試題編輯、試卷設(shè)置（組卷規(guī)則設(shè)置）、試卷生成與印制、在線考試、試卷質(zhì)量分析、成績(jī)分析等功能。用戶分學(xué)生、組卷教師、審卷教師、閱卷教師、考試管理員、試題編輯員、題庫(kù)管理員和系統(tǒng)管理員等角色登錄，只能在各自的權(quán)限范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的操作。

考試的過(guò)程為：組卷教師設(shè)定的試卷的題型分布要求、各章節(jié)題目分布要求、試題的總體難易程度等參數(shù)，系統(tǒng)生成試卷；審卷教師審閱組卷教師的試卷設(shè)置及系統(tǒng)生成的試卷；考試管理員印制試卷并組織學(xué)生參加考試，或直接組織學(xué)生參加在線考試；閱卷教師控制系統(tǒng)自動(dòng)批閱要求自動(dòng)閱卷的試題，并手工批閱要求人工閱卷的試題；考試管理員控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行成績(jī)分析；學(xué)生可以查詢個(gè)人成績(jī)，考試管理員可以查詢所有考試信息、成績(jī)信息和成績(jī)分析結(jié)果。

題庫(kù)管理的過(guò)程為：題庫(kù)管理員設(shè)置題庫(kù)的結(jié)構(gòu)；導(dǎo)入/導(dǎo)出試題和子庫(kù)；試題編輯員編輯題庫(kù)中的題目；題庫(kù)管理員維護(hù)題庫(kù)的結(jié)構(gòu)和題庫(kù)中的試題。

3 需求獲取與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)行軟件的開(kāi)發(fā)需要經(jīng)過(guò)需求捕獲、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與編碼實(shí)現(xiàn)、測(cè)試等步驟。統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML（Unified Modeling Language）是使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)時(shí)使用最廣泛的工具，對(duì)面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)方法的所有步驟都提供了有力的支持。UML的功能非常強(qiáng)大，可以用于描述軟件系統(tǒng)，幫助構(gòu)建精確、無(wú)歧義和完整的模型；以預(yù)先統(tǒng)一定義的符號(hào)可視化地表示軟件系統(tǒng)，無(wú)歧義地解釋由另一個(gè)開(kāi)發(fā)者寫(xiě)的模型；構(gòu)造可與種種不同的編程語(yǔ)言直接通信的軟件系統(tǒng)模型，并且直接生成框架代碼：在開(kāi)發(fā)和部署階段，通過(guò)表達(dá)系統(tǒng)的需求使軟件系統(tǒng)的模型文檔化。在各個(gè)步驟中，主要得到用例模型、分析模型（包括靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型）、設(shè)計(jì)模型（包括靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型）、面向?qū)ο蟮拇a及面向?qū)ο蟮臏y(cè)試用例等成果。

所有系統(tǒng)均可表示為2個(gè)方面：靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為。在面向?qū)ο蠹夹g(shù)中，建立的模型主要分為用例模型、靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型3類。用例模型：使用用例分析捕獲需求，得到描述捕獲的需求的用例模型。靜態(tài)模型：將現(xiàn)實(shí)生活中的各種對(duì)象以及它們之間的關(guān)系抽象成類圖等模型，用于表示系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)（說(shuō)明系統(tǒng)包含什么對(duì)象以及對(duì)象之間的關(guān)系，但它并不解釋系統(tǒng)中的各個(gè)對(duì)象是如何協(xié)作來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能）。動(dòng)態(tài)建模：使用交互時(shí)序圖、協(xié)作圖和活動(dòng)圖描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為（系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為指對(duì)象是如何進(jìn)行通信以及通信的結(jié)果如何）。

本系統(tǒng)使用用例驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，主要使用用例分析（Use Case Analysis）獲取用戶需求。用例驅(qū)動(dòng)指以用例為驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軟件開(kāi)發(fā)，即從用例出發(fā)，首先將用戶需求轉(zhuǎn)換為用例，使用用例描述用戶需求，并根據(jù)用例的描述和分析，使用靜態(tài)圖描述系統(tǒng)核心類，然后進(jìn)一步描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為，得到分析模型，并進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試等階段的工作。

3.1 用例模型

要建立用例模型，首先要找到用例的執(zhí)行者Actor。在一個(gè)實(shí)際的工程項(xiàng)目中可以通過(guò)以下方法發(fā)現(xiàn)Actor：分析使用系統(tǒng)主要功能的人，分析維護(hù)、管理和維持系統(tǒng)的日常運(yùn)行的人，分析系統(tǒng)需要控制的硬件設(shè)備，分析系統(tǒng)需要交互的其他系統(tǒng)和對(duì)系統(tǒng)的結(jié)果感興趣的人。分析系統(tǒng)，得出了學(xué)生、出題教師、試題庫(kù)管理員、考試管理員、組卷教師、監(jiān)考教師、閱卷教師、授課教師等Actor，并得到各個(gè)Actor的相關(guān)用例。

主要的用例如圖1所示。

圖1 考試系統(tǒng)中部分用例圖

3.2 分析與設(shè)計(jì)

面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（Object Oriented Design，OOD）是一種軟件設(shè)計(jì)方法，一種工程化規(guī)范。具體地說(shuō)，OOD就是根據(jù)需求決定所需的類、類的操作以及類之問(wèn)關(guān)聯(lián)的過(guò)程。OOD的目標(biāo)是管理程序內(nèi)部各部分的相互依賴。

面向?qū)ο蠓治龊兔嫦驅(qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)之間有密切的銜接關(guān)系。從分析到設(shè)計(jì)是一個(gè)逐漸擴(kuò)充的過(guò)程，是在同一個(gè)對(duì)象模型基礎(chǔ)上調(diào)整改進(jìn)和擴(kuò)充的過(guò)程。OOA以問(wèn)題為中心，OOD則解決如何在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，它遵循抽象、求精和模塊獨(dú)立性的原則。

抽象是一種思考和解決問(wèn)題的方式，它關(guān)注于事物的一般特性，不考慮底層細(xì)節(jié)。求精是一個(gè)和抽象相反的過(guò)程，它將某個(gè)宏觀功能不斷分解、逐步細(xì)化。模塊獨(dú)立性指模塊之間的接口惟一，高內(nèi)聚低耦合，各個(gè)模塊相對(duì)獨(dú)立式的軟件容易開(kāi)發(fā)，容易維護(hù)。

通過(guò)分析與設(shè)計(jì)的各種方法，得到系統(tǒng)的分析模型和設(shè)計(jì)模型。主要的類可以分為以下幾種：

題庫(kù)管理與編輯相關(guān)類：題庫(kù)管理類、試題編輯類等；

試卷相關(guān)類：設(shè)定組卷規(guī)則類、試卷類、審卷類等；

考試相關(guān)類：，考試設(shè)置類、考試類、教師批卷類；

統(tǒng)計(jì)和分析類：考試情況統(tǒng)計(jì)類，考試成績(jī)分析類；

輔助類：用戶管理類、用戶類、學(xué)生類、數(shù)據(jù)庫(kù)連接類等。

核心的類如圖2所示。

圖2 Microsoft Visual Studio 2005環(huán)境下的系統(tǒng)類圖

4 S-P，S-T分析

本系統(tǒng)中，尤其需要注意的是試卷質(zhì)量分析和成績(jī)分析。成績(jī)分析以自定義統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)段的方式統(tǒng)計(jì)某一個(gè)分?jǐn)?shù)段的人數(shù)和百分比并且以圖表的形式顯示出來(lái)，可以根據(jù)自定義分?jǐn)?shù)段統(tǒng)計(jì)及格率、良好率、優(yōu)秀率等；計(jì)算平均分、標(biāo)準(zhǔn)差等；S-P分析和S-T分析。試卷質(zhì)量分析包括分項(xiàng)質(zhì)量和總體質(zhì)量分析，其中，分項(xiàng)質(zhì)量分析包括試題的難度、區(qū)分度等參數(shù)的分析，既根據(jù)難度與區(qū)分度得出試題質(zhì)量的結(jié)論：總體質(zhì)量分析包括試卷的信度、效度及難易度等參數(shù)的分析，可得出試卷質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)果，并可打印評(píng)價(jià)結(jié)果。

S-P表是一種將測(cè)試、練習(xí)的得分?jǐn)?shù)據(jù)排成一覽表，并對(duì)學(xué)生和問(wèn)題的特性以視覺(jué)化的圖表進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的方法。S-P表是以學(xué)生（Students）數(shù)據(jù)作為縱軸，問(wèn)題(Problems)數(shù)據(jù)作為橫軸做成一覽表，該表去學(xué)生和問(wèn)題的第一個(gè)字母，故稱之為S-P表。

注意系數(shù)是用于S-P分析的重要參數(shù)。是指實(shí)際的反應(yīng)模式與完全反應(yīng)模式的差異程度。

即：注意系數(shù)：

I＝1－實(shí)際反應(yīng)模式與基準(zhǔn)變量的協(xié)方差完全反應(yīng)模式與基準(zhǔn)變量的協(xié)方差

當(dāng)學(xué)生的注意指數(shù)大時(shí)，說(shuō)明該學(xué)生做錯(cuò)了對(duì)于學(xué)生整體而言較容易的題目，而做對(duì)了對(duì)于學(xué)生整體而言是較難的題目。當(dāng)問(wèn)題注意指數(shù)過(guò)大時(shí)，表示該題被成績(jī)較好的學(xué)生作錯(cuò)，而被較差的學(xué)生做對(duì)了，說(shuō)明該題的區(qū)分能力低，從分等的意義上講它的使用價(jià)值降低。

注意指數(shù)本質(zhì)上是個(gè)體與整體量化的比較。對(duì)于教學(xué)中的問(wèn)題分析，學(xué)生的個(gè)別指導(dǎo)有重要的參考意義。

S-T分析是對(duì)每個(gè)學(xué)生對(duì)每道問(wèn)題做出反應(yīng)的時(shí)間給予記錄并進(jìn)行分析的一種方法。應(yīng)用S-T分析可以對(duì)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，當(dāng)然它不像項(xiàng)目反應(yīng)理論對(duì)問(wèn)題刻畫(huà)那么精細(xì)。它用時(shí)間反應(yīng)矩陣來(lái)表示（水平方向是Time ，垂直方向是Student）。

集體反應(yīng)曲線就是對(duì)某一個(gè)測(cè)驗(yàn)問(wèn)題，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，回答人數(shù)隨時(shí)間變化的積累曲線。包括正答曲線和響應(yīng)曲線。利用集體反應(yīng)曲線，可以對(duì)問(wèn)題的類型、難度以及學(xué)生的反應(yīng)時(shí)間做出分析。根據(jù)正答曲線的形狀?？梢赃M(jìn)行如下的分析：

(1)如果曲線起始部分較陡，說(shuō)明大部分學(xué)生做出正確的反應(yīng)，表明問(wèn)題過(guò)于簡(jiǎn)單；

(2)如果曲線起始部分較緩慢，那說(shuō)明許多學(xué)生要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能做出正確反應(yīng)，表明問(wèn)題有一定難度，學(xué)生存在程度差別；

(3)如果曲線分為2段，表明問(wèn)題難度不大，但學(xué)生中存在程度不同的集團(tuán)。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了考試與試題庫(kù)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)克服了結(jié)構(gòu)化方法開(kāi)發(fā)的軟件維護(hù)和重用困難的缺點(diǎn)，容易維護(hù)，很多的類可以在相似和相關(guān)的系統(tǒng)中重用。另外，系統(tǒng)融合了現(xiàn)代教育測(cè)量學(xué)原理和多種統(tǒng)計(jì)分析方法，可以對(duì)試卷的多種評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)試題的難度、區(qū)分度，試卷的信度、效度等指標(biāo)可以做定量定性的分析，從而能更加科學(xué)、合理地評(píng)價(jià)考試效果，對(duì)教師教學(xué)、學(xué)生個(gè)性培養(yǎng)、提高命題質(zhì)量、使考試工作趨向科學(xué)性、規(guī)范化，提供了一種解決途徑。

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作者簡(jiǎn)介 翁代云 男，1972年出生，重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)軟件與理論碩士，重慶城市管理職業(yè)學(xué)院電子信息工程系高級(jí)講師。研究方向?yàn)檐浖こ獭?/p>

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文