李瑞森，張樹有，伊國棟，薛立華，譚建榮

?

多屬性多關(guān)聯(lián)的工程圖學(xué)試題庫與多路徑智能組卷系統(tǒng)研究

李瑞森1，張樹有1，伊國棟1，薛立華2，譚建榮1

(1. 浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，浙江 杭州 310027；2. 高等教育出版社，北京 100029)

針對面向多種專業(yè)工程圖學(xué)類課程考試與評價(jià)的試題庫建設(shè)需求，提出一種自底向上的工程圖學(xué)試題庫建設(shè)方案，從工程圖學(xué)試題的描述表達(dá)入手，結(jié)合工程圖學(xué)課程特點(diǎn)，構(gòu)建了多屬性多關(guān)聯(lián)的試題模型，分析工程圖學(xué)課程的選題組卷過程，對基于試題屬性參數(shù)的多路徑選題組卷方法、歷史試卷特征提取的試卷智能再生技術(shù)，試卷圖形化交互布局方法進(jìn)行了研究，開發(fā)了相應(yīng)的工程圖學(xué)試題庫組卷系統(tǒng)。

工程圖學(xué)；試題庫；組卷系統(tǒng)

工程圖學(xué)是工科院校普遍開設(shè)的一門量大面廣的基礎(chǔ)課程，包含機(jī)械、土木、水工、建筑等多個(gè)專業(yè)類別，圖學(xué)課程注重讀圖、作圖能力的培養(yǎng)，以圖形化的試題作為課程考試的主要內(nèi)容[1]。目前通用的試題庫系統(tǒng)主要以文字類型為主，其組卷功能也主要基于試題文字的內(nèi)容換行進(jìn)行規(guī)劃[2]，難以應(yīng)用到以圖為主的工程圖學(xué)試題組卷領(lǐng)域，因此需要設(shè)計(jì)專門的試題數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)框架和組卷功能，滿足工程圖學(xué)試題庫的建設(shè)需求。工程圖學(xué)試題庫需具備良好的數(shù)據(jù)擴(kuò)展和可移植性，又要與當(dāng)前教學(xué)環(huán)境、已有教學(xué)資源等緊密集成，滿足題庫的擴(kuò)展性、易用性和實(shí)用性要求。在工程圖學(xué)試題庫研究方面，夏超文等[3]從試題庫的系統(tǒng)框架入手，將試題庫系統(tǒng)分為試題庫與試卷庫，對試題庫系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行了規(guī)劃。王妍等[4]從試題庫的用戶角色與功能流程分析入手，規(guī)劃試題庫功能模塊，對試題庫的試題圖形格式存儲(chǔ)、組卷方式等進(jìn)行了研究。陳英和李守英[5]從試題庫系統(tǒng)的依賴軟件入手，結(jié)合AutoCAD軟件對試題庫的功能需求、試題參數(shù)等進(jìn)行了研究。

在已有研究基礎(chǔ)上，本文提出一種自底向上的工程圖學(xué)試題庫建設(shè)和開發(fā)方案，從工程圖學(xué)試題的描述表達(dá)入手，結(jié)合工程圖學(xué)課程特點(diǎn)，構(gòu)建了多屬性多關(guān)聯(lián)的試題模型，分析工程圖學(xué)課程的選題組卷過程，對基于試題屬性參數(shù)的多路徑選題組卷方法、歷史試卷特征提取的試卷智能再生技術(shù)，試卷圖形化交互布局方法進(jìn)行了研究，開發(fā)相應(yīng)的工程圖學(xué)試題庫組卷系統(tǒng)。構(gòu)建的工程圖學(xué)試題庫面向工程圖學(xué)領(lǐng)域多專業(yè)課程組卷需求，最終打印生成紙質(zhì)的工程圖學(xué)試卷，用于各高校工程圖學(xué)課程的階段測驗(yàn)、期中考試、期末考試等場合。考慮到當(dāng)前國內(nèi)工程圖學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)現(xiàn)狀，試題庫中的試題、試卷數(shù)據(jù)文件載體為DWG文件，使用AutoCAD軟件進(jìn)行試題資源的制作和內(nèi)容數(shù)據(jù)修改。

1 多屬性多關(guān)聯(lián)的試題庫試題模型

試題是題庫的基本組成單元，對試題進(jìn)行全面分析，建立完整的試題模型，是構(gòu)建試題庫的起點(diǎn)。結(jié)合“事物特性表”技術(shù)的對象描述思想[6]，本文采用試題屬性參數(shù)對試題進(jìn)行表達(dá)描述。試題屬性參數(shù)是對試題多方面特性的規(guī)范化描述，通過屬性參數(shù)可以將內(nèi)容形式多樣的海量試題分類聚合為一個(gè)有機(jī)整體，進(jìn)而滿足題庫選題組卷的核心功能需求。在通過試題屬性參數(shù)對試題進(jìn)行表達(dá)描述的基礎(chǔ)上，考慮與各類屬性參數(shù)相關(guān)聯(lián)的對象因素，可以構(gòu)建多屬性多關(guān)聯(lián)的試題庫試題模型，如圖1所示。

圖1 多屬性多關(guān)聯(lián)的試題庫試題模型

對試題進(jìn)行類別劃分，通過試題的專業(yè)及所屬知識單元，可以實(shí)現(xiàn)試題在題庫中的分類有序存放。試題的類別劃分需要構(gòu)建相應(yīng)的專業(yè)知識類別體系，通過多級細(xì)分結(jié)構(gòu)的專業(yè)知識樹可以明確試題的知識層級關(guān)系，保證選題組卷的區(qū)域范圍有效性。對試題進(jìn)行內(nèi)容分析，確定試題的題目類型、題目難度、做題所用時(shí)間、做題估計(jì)得分情況、圖形特征關(guān)鍵詞等屬性參數(shù)。此類屬性參數(shù)與用戶學(xué)校課程的教學(xué)及生源情況密切相關(guān)，需要建立面向用戶學(xué)校的屬性參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，通過試題屬性參數(shù)值的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)試題內(nèi)容與用戶需求的關(guān)聯(lián)匹配，保證選題組卷的結(jié)果準(zhǔn)確性。對試題進(jìn)行形態(tài)特征規(guī)劃，確定試題的幅面尺寸、題文位置布局、定位坐標(biāo)等屬性參數(shù)。為保證選題后卷面布局的合理性，需要同步進(jìn)行試卷卷面的形態(tài)規(guī)劃，以試卷卷面的尺寸、布局區(qū)域分布等信息為基礎(chǔ)確定試題形態(tài)屬性參數(shù)的具體取值，保證選題組卷后的試卷滿足考試卷面要求。對試題進(jìn)行狀態(tài)分析，考慮試題的使用狀態(tài)屬性參數(shù)，避免近年試卷試題的重復(fù)使用和組卷過程的重復(fù)選題。因此需要在題庫中記錄歷年的試卷數(shù)據(jù)和選題過程數(shù)據(jù)并在選題過程中進(jìn)行調(diào)用。

試題模型是題庫基礎(chǔ)數(shù)據(jù)構(gòu)建的框架要求，在進(jìn)行試題入庫前，需要根據(jù)試題模型確定試題描述的屬性參數(shù)項(xiàng)，再根據(jù)與屬性參數(shù)項(xiàng)關(guān)聯(lián)的對象給定試題屬性參數(shù)項(xiàng)的取值選項(xiàng)或范圍要求，保證題庫中的試題能順利參與選題組卷過程。

2 試題屬性選取與出題模板的多路徑選題組卷方法

目前已有的試題庫選題組卷方法分為手動(dòng)與自動(dòng)組卷兩類。手動(dòng)組卷中，用戶高度參與組卷過程，手動(dòng)確定試卷每道題目的選擇結(jié)果，所獲得的選題結(jié)果符合用戶需求，但組卷過程需要不斷瀏覽查看題庫中的試題，操作步驟較多，組卷效率相對較低，是一種面向上課教師考教合一需求的組卷方法。自動(dòng)組卷中，用戶僅給出組卷規(guī)則，題目的選定交由程序自動(dòng)進(jìn)行，選題組卷效率較高，但選題結(jié)果的可用性取決于組卷規(guī)則及庫中試題內(nèi)容，是一種面向考教分離需求的組卷方法。由于不同高校的教學(xué)考核模式存在差異性，試題庫系統(tǒng)的選題組卷功能考慮采用兩種選題組卷方法并存的方式。

手動(dòng)組卷方法考慮組卷效率的提升，系統(tǒng)需要向用戶提供一種方便快捷的試題查找方法，減少用戶查找試題的時(shí)間，將注意力放在對題目內(nèi)容的審查上。自動(dòng)組卷方法考慮組卷結(jié)果可用性的改善，系統(tǒng)需要向用戶提供一種能準(zhǔn)確表達(dá)選題需求的組卷規(guī)則描述方法，進(jìn)而獲得符合用戶需求的選題結(jié)果。通過對手動(dòng)和自動(dòng)組卷方法的過程分析可知，兩種選題組卷方法都聚焦于對試題的準(zhǔn)確規(guī)范化描述上。本文考慮以試題屬性參數(shù)為核心建立手動(dòng)和自動(dòng)組卷方法的主要步驟。

通過收集分析當(dāng)前工程圖學(xué)教師在選題組卷時(shí)考慮的因素，確定用于選題組卷過程的試題屬性參數(shù)及對應(yīng)取值見表1。

表1 試題屬性參數(shù)表

針對手動(dòng)組卷，本文提出一種多屬性參數(shù)并聯(lián)搜索的交互試題查詢模式。在手動(dòng)組卷界面列出試題屬性參數(shù)表中的屬性參數(shù)和取值選項(xiàng)，用戶根據(jù)需要自行給出試題的屬性參數(shù)取值條件，試題庫根據(jù)用戶給定條件搜索符合要求的試題集合并實(shí)時(shí)呈現(xiàn)給用戶。通過多個(gè)屬性參數(shù)條件的并聯(lián)使用，用戶能快速準(zhǔn)確鎖定目標(biāo)試題的選擇范圍，提高手動(dòng)組卷方法的效率。

針對自動(dòng)組卷，本文提出一種基于出題模板的自動(dòng)組卷選題方法。出題模板中給定了試卷題目總數(shù)以及每道題目的選題規(guī)則。題目的選題規(guī)則由若干個(gè)屬性參數(shù)取值條件組成，取結(jié)果交集。每道題目的選題規(guī)則各不相同，均由用戶設(shè)定，完全模擬手動(dòng)組卷選題過程。組卷的自動(dòng)性僅體現(xiàn)在符合題目選題規(guī)則的試題集合中隨機(jī)選擇一道試題。考慮到試題屬性參數(shù)是對試題的規(guī)范化描述表達(dá)，在題目選題規(guī)則中屬性參數(shù)條件齊全的情況下，獲得的選題結(jié)果能符合用戶需求。

3 歷史試卷特征提取的試卷智能再生技術(shù)

在出新試卷時(shí)，用戶需要仔細(xì)考慮試卷的題目知識分布、難易程度、題量等多個(gè)因素，通過不斷的斟酌調(diào)整過程，最終形成一份試卷。但在完成一份新試卷后，需要出同類卷時(shí)，用戶則會(huì)希望試題庫能根據(jù)已出完的試卷快速自動(dòng)生成若干份同類試卷。本文基于多屬性多關(guān)聯(lián)的試題模型和對試題選題組卷方法的研究，提出歷史試卷特征提取的試卷智能再生技術(shù)，主要流程如圖2所示。

圖2 歷史試卷特征提取的試卷智能再生流程( —— ：步驟流程；------- ：數(shù)據(jù))

以同類試卷的生成為例，歷史試卷特征提取的試卷智能再生流程主要步驟如下：

步驟1.設(shè)置試卷目標(biāo)范圍。獲取已有試卷方案的估計(jì)平均分和做題時(shí)間，其由試卷中各道題目的試題做題時(shí)間、試題得分率、題目卷面分值計(jì)算獲得。根據(jù)獲取的試卷平均分和做題時(shí)間確定試卷目標(biāo)范圍，即當(dāng)后續(xù)獲得的試卷方案的平均分和做題時(shí)間在給定目標(biāo)范圍內(nèi)時(shí)，視該方案為同類試卷方案。

步驟2.建立試卷選題規(guī)則。遍歷已有試卷的題目列表，獲取每道題目的屬性參數(shù)值，表1為所列的屬性參數(shù)，由于同類試卷對試題的要求是“同類”，因此需要有一個(gè)相似程度的指標(biāo)，根據(jù)試題相似度判別規(guī)則，確定每道試題的選題規(guī)則條件并保存到一個(gè)選題規(guī)則列表中。

步驟3.根據(jù)選題規(guī)則篩選試題集合。遍歷步驟2的選題規(guī)則列表，獲得每條選題規(guī)則對應(yīng)的試題結(jié)果集合，排除其中已經(jīng)使用過的試題后，保存到一個(gè)試題結(jié)果集合的列表中。

步驟4.獲取試卷選題方案。經(jīng)過步驟3，已經(jīng)獲得了原試卷方案中各道試題的同類試題集合。在各道試題的同類試題集合中分別隨機(jī)選擇一道試題，即可組成一個(gè)初步的同類試卷方案。計(jì)算方案的平均分和做題時(shí)間，并檢查是否滿足試卷目標(biāo)范圍。如果滿足試卷目標(biāo)范圍，則所得試卷方案即為同類試卷方案，流程結(jié)束。如果不滿足，則返回重新選擇試題，直到獲得滿足試卷目標(biāo)范圍的試卷方案為止。

在生成同類卷時(shí)，由于題庫試題量有限、試題選題規(guī)則不合理、試題目標(biāo)范圍太小等原因，可能會(huì)存在無法獲得同類試卷方案的情況，需要為步驟4設(shè)置組卷嘗試次數(shù)，如果在嘗試次數(shù)之內(nèi)無法獲得同類試卷方案，則結(jié)束組卷過程并提示用戶排查失敗原因。

以上同類試卷生成流程與正常選題組卷流程相比，在確定選題規(guī)則階段存在差異。正常選題組卷流程通過給定試題屬性參數(shù)取值選項(xiàng)或范圍確定選題規(guī)則，然后選定試題。而同類試卷生成流程根據(jù)已有試卷中的題目屬性參數(shù)值逆推選題規(guī)則，所得試題結(jié)果集合小于正常選題組卷結(jié)果，部分同類試卷方案結(jié)果無法獲得。需要通過試題的相似性判別準(zhǔn)則，對選題規(guī)則進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆秶鷶U(kuò)展。試題相似性判別準(zhǔn)則具有廣度和深度兩個(gè)維度，廣度表示在對試題進(jìn)行相似性判別時(shí)作為判別準(zhǔn)則的屬性參數(shù)數(shù)量，深度表示在對試題進(jìn)行相似性判別時(shí)單項(xiàng)屬性參數(shù)的取值相似程度，可以根據(jù)用戶對同類卷的相似程度要求進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，擴(kuò)大同類試卷方案備選解集，最后利用“試卷目標(biāo)范圍”指標(biāo)剔除差異太大的試卷方案，使最終的同類試卷方案更符合用戶需求。試題相似度判別準(zhǔn)則的擴(kuò)展如圖3所示。

圖3 試題相似度判別準(zhǔn)則多維擴(kuò)展( —— ：試題屬性； --------- ：試題屬性值)

4 動(dòng)態(tài)試題預(yù)覽與人工交互試卷布局方法

4.1 基于顏色標(biāo)記幻燈片的試題預(yù)覽圖

工程圖學(xué)作為一門以圖為主的課程，試題的圖形化預(yù)覽顯示是題庫構(gòu)建的重要內(nèi)容。目前已有的工程圖學(xué)試題庫主要采用試題位圖進(jìn)行預(yù)覽或者通過AutoCAD軟件、預(yù)覽控件等讀取試題源數(shù)據(jù)文件后進(jìn)行預(yù)覽。

采用試題位圖進(jìn)行預(yù)覽時(shí)，顯示實(shí)現(xiàn)過程簡單且效率較高。但由于位圖中試題圖形數(shù)據(jù)已完全丟失，所獲得的試題位圖缺乏內(nèi)容變化，難以在預(yù)覽圖中實(shí)現(xiàn)對試題圖形線條的粗細(xì)、顏色控制，在對試題預(yù)覽圖進(jìn)行縮放時(shí)，圖形易失真。試題的題目與答案高度耦合，難以在一張?jiān)囶}位圖上進(jìn)行切換顯示(部分試題庫采取一道試題分別保存試題題目和答案2個(gè)位圖文件的方式，在一定程度上提高了試題預(yù)覽的靈活性，但是也增加了試題擴(kuò)展入庫的工作量和圖形數(shù)據(jù)不一致的風(fēng)險(xiǎn))。

采用AutoCAD軟件(例如Adcenter設(shè)計(jì)中心)或其他預(yù)覽插件進(jìn)行預(yù)覽時(shí)，由于軟件及插件的封閉特性，難以滿足試題選題的批量和試卷排版布局的過程2種預(yù)覽顯示要求。另外，通過讀取試題源數(shù)據(jù)文件進(jìn)行預(yù)覽顯示的方式在顯示效率上也不盡人意。

本文綜合目前2種顯示方式的優(yōu)缺點(diǎn)，提出一種基于幻燈片的試題預(yù)覽圖顯示方法?；脽羝且环N輕量級矢量圖文件，在AutoCAD軟件中，通過“MSLIDE”命令可以將DWG文件的屏幕圖形輸出為幻燈片文件[7]。通過試題文件生成幻燈片時(shí)，會(huì)將原試題文件中的文字、曲線、圖塊等均以屏幕分辨率精度轉(zhuǎn)換為線段和多邊形填充數(shù)據(jù)。因此，使用幻燈片進(jìn)行預(yù)覽時(shí)，在保留同等顯示效果的基礎(chǔ)上，由于不需要讀取原試題文件的圖層、線型、文字樣式、圖塊等數(shù)據(jù)，能大大提升預(yù)覽圖的顯示效率。

在幻燈片的基礎(chǔ)上，對不同類型的試題圖形線條進(jìn)行顏色標(biāo)記見表2。即可根據(jù)試題預(yù)覽的不同場景需求，對試題進(jìn)行多種顯示模式的預(yù)覽切換?；脽羝淖x取操作是實(shí)時(shí)重繪，因此能方便地實(shí)現(xiàn)試題不同部分、不同試題之間、試題與試卷卷面模板之間顯示風(fēng)格、尺寸的一致性，為試卷布局排版過程的人工交互提供了良好的可視化基礎(chǔ)。

幻燈片可以從AutoCAD中直接生成，有利于已有試題資源的規(guī)整入庫和新試題的數(shù)據(jù)擴(kuò)充。幻燈片的讀取顯示可以通過簡單的自主編程實(shí)現(xiàn)，與設(shè)備、操作環(huán)境、AutoCAD軟件等均無關(guān)聯(lián)，具備良好的跨平臺可移植性。

4.2 基于坐標(biāo)定位的人工交互試卷布局方法

在選定試題后，需要將試題排版到對應(yīng)的試卷上。良好的試卷排版功能必須滿足用戶在排版過程中的各種操作需求，又不能讓用戶陷入對試卷局部細(xì)節(jié)的繁瑣修改。工程圖學(xué)的組卷排版操作，從試卷層面考慮，用戶主要是在特定的試卷頁上布置各道試題和填寫試卷的卷面標(biāo)題信息(學(xué)年、學(xué)期、測驗(yàn)類型、考試時(shí)間等)；從試題層面考慮，用戶主要確定試題的順序、卷面分?jǐn)?shù)、坐標(biāo)位置、旋轉(zhuǎn)角度、圖形縮放系數(shù)等。因此，組卷排版過程可視為試卷數(shù)據(jù)元素的反復(fù)疊加過程，這里的數(shù)據(jù)元素包括卷面標(biāo)題文字、試題題目文字和試題題目圖形。

表2 試題預(yù)覽圖顏色標(biāo)記

以數(shù)據(jù)元素的坐標(biāo)定位為基礎(chǔ)，規(guī)劃工程圖學(xué)試題庫的布局排版功能。以試卷卷面模板為載體，建立布局排版的二維坐標(biāo)系。試卷卷面模板上的標(biāo)題作為添加的第一類數(shù)據(jù)元素(通過新建多行文字對象的方式)，標(biāo)題的文字樣式、定位坐標(biāo)、旋轉(zhuǎn)角度、縮放系數(shù)等參數(shù)由試卷卷面模板確定，用戶僅需要填寫標(biāo)題的文字內(nèi)容。試題題目圖形作為添加的第二類數(shù)據(jù)元素(通過插入圖塊的方式)，用戶通過對試題的移動(dòng)拖放確定試題在試卷卷面上的坐標(biāo)位置，根據(jù)試卷卷面的空閑區(qū)域分布，自行決定是否需要對試題題目圖形進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放等操作。試題題目文字作為添加的第三類數(shù)據(jù)元素(通過新建多行文字對象的方式)，在用戶確定試題順序和分?jǐn)?shù)后，將試題序號、分?jǐn)?shù)和試題題目文字進(jìn)行合并，然后添加到試題對應(yīng)位置，與試題題目圖形構(gòu)成完整的試題。試卷內(nèi)容數(shù)據(jù)分解如圖4所示。

圖4 試卷內(nèi)容數(shù)據(jù)分解(—— ：試卷內(nèi)容分類；--------- ：試卷內(nèi)容舉例)

試卷布局排版流程分為兩個(gè)階段。第一階段確定試卷的內(nèi)容數(shù)據(jù)，構(gòu)建基于預(yù)覽圖的試卷布局平臺，通過載入試卷卷面模板信息確定試卷的形態(tài)尺寸和各試卷頁的布局排版區(qū)域，引導(dǎo)用戶輸入試卷卷面標(biāo)題信息；將試題封裝為圖形對象，用戶通過交互方式對試題進(jìn)行題目順序調(diào)整和卷面分?jǐn)?shù)的指定，將試題加入到試卷頁后，可以進(jìn)行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、縮放等操作，試卷布局平臺以動(dòng)態(tài)預(yù)覽圖形式對試卷布局排版過程進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示反饋；完成所有試題的布局排版后，試卷內(nèi)容數(shù)據(jù)即確定。第二階段生成試卷的結(jié)果文件，根據(jù)第一階段試卷內(nèi)容數(shù)據(jù)，自動(dòng)在試卷模板文件中加入試題源數(shù)據(jù)文件，并添加卷面標(biāo)題、頁碼、試題序號、卷面分?jǐn)?shù)等文字對象，生成完整的試卷用于后續(xù)試卷存檔和印刷考試。

5 實(shí) 例

本文在研究工程圖學(xué)試題庫構(gòu)建技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合承擔(dān)的高等教育出版社試題庫項(xiàng)目，開發(fā)了工程圖學(xué)試題庫及組卷系統(tǒng)。試題庫適應(yīng)機(jī)械、土木、水工、建筑等多種專業(yè)工程圖學(xué)類課程的考試需要，組卷系統(tǒng)包含以出題教師為主導(dǎo)的手動(dòng)組卷功能和基于規(guī)則模板的自動(dòng)組卷功能(圖5~6)，通過多屬性的試題瀏覽搜索、圖形化交互布局排版功能，輔助教師快速獲取滿足要求的工程圖學(xué)試卷，支持基于歷史試卷的快速同類卷生成，減輕教師出題工作負(fù)擔(dān)，提高工程圖學(xué)試卷質(zhì)量。

圖5 工程圖學(xué)試題庫及組卷系統(tǒng)主界面

圖6 試題庫系統(tǒng)手動(dòng)組卷功能

試題庫手動(dòng)組卷：其功能提供對試題的多屬性參數(shù)并聯(lián)搜索交互查詢，按試題知識樹關(guān)聯(lián)各知識單元試題，通過試題類別屬性參數(shù)、內(nèi)容屬性參數(shù)等快速定位所需試題范圍，以圖形化的方式批量顯示試題選擇結(jié)果?？梢灶A(yù)覽查看試題結(jié)果的詳細(xì)圖形內(nèi)容(圖7)，支持線寬粗細(xì)顯示和答案顯隱等多種顯示模式變化，在確定試題后，將試題加入備選的試題列表中(圖8)。選定組卷所需的所有試題后，組卷過程結(jié)束。

圖7 試題預(yù)覽查看

圖8 選定的試題列表

試題庫自動(dòng)組卷：其提供基于歷史試卷的快速出同類卷功能。根據(jù)歷史試卷的選題結(jié)果，自動(dòng)提取試題屬性參數(shù)構(gòu)建選題規(guī)則條件(圖9)，自動(dòng)篩選獲得同類組卷方案(圖10)。提供對選題規(guī)則條件的手動(dòng)編輯、試題組卷過程的數(shù)據(jù)記錄和選題結(jié)果的瀏覽替換，滿足用戶多樣化需求。

圖9 自動(dòng)構(gòu)建選題規(guī)則

圖10 獲得同類組卷方案

試卷布局排版：其功能提供基于坐標(biāo)定位的人工交互組卷平臺，在選定試題后，以圖形化方式對試題進(jìn)行排版，顯示試卷圖形環(huán)境，排版結(jié)果與實(shí)際試卷結(jié)果保持一致，支持對試題的拖放、旋轉(zhuǎn)、放大縮小、坐標(biāo)指定和上下左右對齊等操作，組卷自由度高(圖11~14)。

圖11 試卷布局排版界面

圖12 試卷布局結(jié)果(第1頁)

圖13 試卷布局結(jié)果(第2頁)

圖14 試卷布局結(jié)果(第3頁)

試卷結(jié)果文件生成：將組卷結(jié)果導(dǎo)入AutoCAD試卷，其根據(jù)布局排版結(jié)果數(shù)據(jù)自動(dòng)生成(圖15)，并支持試卷圖形線寬顯隱、答案顯隱等多種狀態(tài)查看，最終自動(dòng)逐頁生成試卷及答卷PDF文件，用于試卷印刷。

圖15 生成最終試卷數(shù)據(jù)文件

6 結(jié) 論

本文建立了一種多屬性、多關(guān)聯(lián)的工程圖學(xué)試題庫模型，提出并實(shí)現(xiàn)了基于試題屬性參數(shù)的多路徑選題組卷方法、試卷圖形化交互布局方法、歷史試卷特征提取的試卷智能再生技術(shù)等。研發(fā)了工程圖學(xué)試題庫組卷系統(tǒng)，該系統(tǒng)可滿足工程圖學(xué)手動(dòng)和自動(dòng)組卷的需求?？紤]到圖學(xué)大數(shù)據(jù)發(fā)展方向，將進(jìn)一步開展試題庫在線答題相關(guān)技術(shù)研究，使試題庫能適用于隨堂測驗(yàn)、練習(xí)自測、在線考試等網(wǎng)絡(luò)化、移動(dòng)化的課程測試需求。

[1] 童秉樞. 對工程圖學(xué)學(xué)科和圖學(xué)學(xué)科的若干認(rèn)識[J]. 圖學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 31(6): 1-6.

[2] 曾任仁, 林宇洪, 呂義勇. 通用試題庫管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào): 自然版, 2008, 37(3): 324-328.

[3] 夏超文, 徐滕崗, 錢楊. 工程圖學(xué)試題庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 東華大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2006, 32(5): 137-140.

[4] 王妍, 關(guān)麗杰, 郭鳳. 工程制圖試題庫管理系統(tǒng)的開發(fā)[J]. 佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2008, 26(3): 340-342.

[5] 陳英, 李守英. 基于AutoCAD的工程制圖智能組卷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 湘潭大學(xué)自科學(xué)報(bào), 2014(4): 100-103.

[6] 宋利偉, 紀(jì)楊建, 祁國寧, 等. 基于分類的事物特性重用技術(shù)[J]. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào): 工學(xué)版, 2011, 45(8): 1352-1359.

[7] 王枕霞. AutoCAD下幻燈片文件的應(yīng)用及其批量制作幻燈片文件的方法[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造, 2007(3): 136-137.

Research on the Multiple Associated Engineering Graphics Test Database with Multi Attribute and the Multi-Mode Intelligent Test Paper Generating System

LI Ruisen1, ZHANG Shuyou1, YI Guodong1, XUE Lihua2, TAN Jianrong1

(1. College of Mechanical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou Zhejiang 310027, China; 2. Higher Education Press, Beijing 100029, China)

A bottom-up construction and development plan of engineering graphics test database system was presented to meet the requirement of test database which used in engineering graphics curriculum examinations and evaluations. This article constructed a multiple associated test model with multi attribute, analyzed the process of test paper generating in engineering graphics course. The multi-mode test selection method based on attributes, technology of test paper generating based on the feature extraction of existing paper and the graphical interactive layout method of test paper were researched. Finally, the engineering graphics test paper generating system based on test database was developed.

engineering graphics; test database; test paper generating system

TB 23

10.11996/JG.j.2095-302X.2018020373

A

2095-302X(2018)02-0373-08

2017-10-30；

2017-12-07

李瑞森(1989–)，男，浙江瑞安人，助理實(shí)驗(yàn)師，碩士。主要研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)、工程圖學(xué)。E-mail：lrs123@zju.edu.cn

張樹有(1963–)，男，浙江龍游人，教授，博士，博士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)及理論、復(fù)雜裝備數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等。E-mail：zsy@zju.edu.cn