吳秀華 徐凱星 黃興裕

《運動生理學》試題庫自動組卷系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)*

吳秀華1徐凱星2黃興裕3

（1.贛南師范大學 科技學院, 江西 贛州 341000；2.江西省樂平第一中學，江西 樂平 333300；3.贛南師范大學 體育學院，江西 贛州 341000）

傳統(tǒng)出題的工作量大，試卷難易度與區(qū)分度難以把握。為有效解決此問題，文章以現(xiàn)代教育測量理論為基礎，在Access，Net Framework與C#等環(huán)境下提出運動生理學題庫自動組卷系統(tǒng)的設計和構(gòu)建，對系統(tǒng)設計的理論、原則、環(huán)境、框架、實現(xiàn)與運用進行了論述。結(jié)果表明，運動生理學題庫自動組卷系統(tǒng)可高效地通過參數(shù)設置等功能實現(xiàn)試卷的自動生成，同時系統(tǒng)還帶有手動修改組題功能，有利于實現(xiàn)運動生理學出卷自動化、科學化和規(guī)范化。

運動生理學；試題庫；自動組卷

運動生理學是大學體育所有專業(yè)的主干核心課程之一，其知識體系內(nèi)容可為運動訓練和體育鍛煉提供科學的理論知識支撐與指導。運動生理學教學效果的好壞直接影響體育相關人才的培養(yǎng)質(zhì)量?？荚囎鳛楹饬窟\動生理學教學效果的重要手段，一方面既可方便教師了解學生對知識掌握程度，教師亦可通過考試調(diào)整教學進度和改進教學方法等。當前，運動生理學考試中的傳統(tǒng)出卷是一種較為繁雜的腦力和體力勞動，教師不但面臨龐大的任務量，同時試題的難度、題量等均難以把控，從而很難形成較為有效的試題庫，給教師和學生帶來諸多的問題和困難。因此，改革運動生理學的出題模式勢在必行。迄今為止，學界雖然對大學考試中的試題庫管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡試題庫等已有不少研究，但均因安全與維護、價格昂貴、題型老套、內(nèi)容無法更新、參數(shù)無法設置、試卷輸出后需二次排版等諸多缺陷而難以推廣。相對而言，學者對體育試題庫系統(tǒng)開發(fā)雖有所研究，但相對其他學科過于緩慢和單一，大多數(shù)僅停留于單純的開發(fā)層面，不能真正投入教學使用。鑒于此，本研究以Microsoft Access，Net Framework，及C#為開發(fā)環(huán)境，以體育院校通用教材《運動生理學》（2012）和《運動生理學習題集》（2005）為參考，研究設計《運動生理學》考試題庫自動組卷系統(tǒng)，旨在為高校運動生理學的教學相關工作提供借鑒與參考。

1 運動生理學試題庫自動組卷相關理論

為提高試題庫系統(tǒng)的質(zhì)量，運動生理學題庫系統(tǒng)建設時需對題目進行難度、區(qū)分度、信度、效度的選取。首先，難度是指試題的難易程度，可分為相對和絕對難度。絕對難度是題目自身的難度系數(shù)，錄入時可將試題劃分成難、中、易等三個等級。相對難度主要是指在自動產(chǎn)生答卷后，系統(tǒng)按照對應的公式獲得的難度系數(shù)。一般而言，試卷的難易可通過難度系數(shù)和平均分綜合加以衡量，學生分數(shù)應趨于正態(tài)分布，以確保測試真實而可靠。其次，區(qū)分度是指試題區(qū)別應試者能力的度量。試題的區(qū)分度往往用來判斷試卷質(zhì)量的重要標準。因此，運動生理學試題的選擇應盡量選擇區(qū)分度較高的。再次，信度是指測驗結(jié)果的一致性、穩(wěn)定性以及可靠性。通常情況下，以內(nèi)部一致性來衡量該測驗信度的高低。信度系數(shù)越高則說明測驗結(jié)果越一致、穩(wěn)定與可靠[1]。最后，效度即考試成績的有效性，是指每次測試對被試者能力表現(xiàn)的有效性，測量結(jié)果與被考察的內(nèi)容匹配的越緊密，則效度越高；相反，則越低。

2 運動生理學試題庫自動組卷的遵循原則

運動生理學試題庫自動組卷的設計應遵循科學性、適用性、安全性、開放性和可擴充性等原則。其一、運動生理學試卷應堅持基本考試命題標準，知識點的劃分應以教學大綱規(guī)定的范圍為依據(jù)。要求能夠做到既反映重點，又照顧全面，兼顧試題的數(shù)量和質(zhì)量。試題規(guī)模理應確保大部分學生可在規(guī)定時間內(nèi)完成為佳，而就質(zhì)量而言，應充分分析教學內(nèi)容的實際，確保全面適應于學生的實際學習和接受情況。其二、實用性是運動生理學題庫管理系統(tǒng)的開發(fā)設計的最基本要求。根據(jù)教學的實際，滿足不同層次學生的運動生理學考試要求。題庫建立后，利用計算機命題組卷，靈活方便，教師或教務工作人員可通過在線查詢的形式查詢試題和組卷。其三、試題庫的安全保證是一切工作的前提。為確保數(shù)據(jù)的安全可靠，運動生理學題庫組卷系統(tǒng)的設計應明確訪問權(quán)限。在試題庫編制和組卷過程時，用戶只有完成身份驗證后才能夠進入系統(tǒng)，以實現(xiàn)試題的修改和抽題組卷操作。最后，由于科學技術(shù)不斷發(fā)展，新的方法和理論不斷更新，因此，運動生理學試題庫自動組卷系統(tǒng)的設計必須具備開放性和可擴充性功能，賦予用戶編輯和更改試題的權(quán)力[2]。

圖1 運動生理學試題庫自動組卷系統(tǒng)整體框架

3 運動生理學試題庫自動組卷系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與整體結(jié)構(gòu)

本研究系統(tǒng)的設計主要基于Microsoft Access，Net Framework與C#等三個環(huán)境。其中，Access和Net Framework分別是微軟辦公套件自帶的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和代碼編程模型。而C#綜合了VB的可視化操作和C++的高運行效率，以強大的操作能力、優(yōu)雅的語法風格、創(chuàng)新的語言特性成了NET開發(fā)的首選語言[3]。開發(fā)設計時，本研究依據(jù)教師需求、安全管理、參數(shù)設置、自動組卷、及滿足多門課程需求等綜合要求[4]，本研究系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。課程管理功能支持在子目錄下各章節(jié)知識點的錄入功能。根目錄管理使得本系統(tǒng)可適用于多個課程、多個專業(yè)及不同層次學生需求。題庫管理中一般以4-7種題型為宜，主觀和客觀題需合理搭配與平衡。試卷管理中可按組卷策略及預期參數(shù)從題庫中抽取試題，試卷生成后，系統(tǒng)還可將所抽試題和對應的解答根據(jù)實際編排要求輸出，并可在此基礎上實施刪改、保存或打印等系列操作。

4 系統(tǒng)的實現(xiàn)和運用

4.1 用戶登錄

對用戶登錄模塊而言，新用戶申請賬號后才可按用戶名和密碼登錄系統(tǒng)，其核心意義便在于保障系統(tǒng)的安全性和可靠性[5]。之后用戶登入成功后，主界面將呈現(xiàn)用戶管理模塊、科目管理模塊、題庫管理模塊、試卷模塊和注銷系統(tǒng)以及退出系統(tǒng)模塊。鑒于不同用戶在題庫建設過程中的不同角色，為保證系統(tǒng)的安全性，本研究的系統(tǒng)把用戶分為系統(tǒng)管理員和普通用戶。系統(tǒng)管理員可對其他用戶進行管理，如設定其他用戶名、密碼、權(quán)限和聯(lián)系方式等基本信息，還可對題庫的數(shù)據(jù)進行查詢、添加、刪除、修改等操作。

4.2 課程錄入

本研究系統(tǒng)的科目管理中，可實現(xiàn)支持根目錄，子目錄以及其下各章節(jié)。各知識點的錄入功能支持不同專業(yè)及其課程錄入。就筆者所在單位而言，可錄入體育教育、社會體育、運動訓練等不同專業(yè)要求的課程題庫，以及錄入某特定專業(yè)的不同課程，如體育概論等。本研究為了建立一個相對比較完善的試題庫，筆者在對運動生理學大綱進行整體把握的情況下，以體育教育專業(yè)學生為對象，將運動生理學劃分為二十二章節(jié)（見圖2），每一章節(jié)的題型設計有單項選擇、判斷題、名詞解釋、簡答題、及論述等題型，將題目劃分為難、中、易三層次，從而盡可能地使整個題庫系統(tǒng)較充實完整，為之后的在線自動組卷打下基礎[6]。

圖2 系統(tǒng)錄入章節(jié)界面

4.3 試題庫錄入

題庫管理主要包括題庫新增和題庫查詢功能，新增功能是指可對同一科目根據(jù)不同對象而設置不同的題庫；查詢功能則是根據(jù)科目名稱，查找對應的題庫?？碱}信息主要包括客觀題信息和主觀題信息兩種（圖3）。在題庫已建的基礎上，系統(tǒng)具備擴充性功能，可刪除、更改和新增試題（圖4）。本研究以建立一套于體育教育的運動生理學試題庫為目的，在整理并錄入現(xiàn)有試題的基礎上，不斷完善和擴充試題庫。而在知識點錄入時，題型選定后系統(tǒng)會自動顯示題庫數(shù)量及標號，便于查看及標識，并增加錄入答案功能，且試卷生成后將顯示答案，有利于教師閱卷。

圖3 系統(tǒng)題型錄入界面

圖4 系統(tǒng)題庫更改界面

4.4 試卷生成

圖5 系統(tǒng)試卷生成界面

本系統(tǒng)將通過科目選擇、題庫來源、難易度設置、以及對各題型的數(shù)量和分值進行把握而生成試卷（圖5）。一方面，出題者賦予出題的參數(shù)，如章節(jié)、題型、難度和總分等，系統(tǒng)將通過一系列的組卷算法自動生成成套試卷，此為系統(tǒng)自動組卷。另一方面，該系統(tǒng)亦可手動組卷：教學管理人員或授課教師按照出題藍圖在題庫中選題而生成成套試卷。當所生成的試卷不符合出卷要求時，可通過手動更改對題目進行修改。以本本研究的運動生理學為例，在設置相應的參數(shù)后，如果生成的試卷覆蓋點較低，或生成試卷不能滿足教師要考核的知識點時，教師便可點擊手動選擇對試卷進行修改。試卷生成后可先預覽，此時可見試卷選定的具體題目及其來源章節(jié)，在不改變題型的情況下，教師可選擇題庫中任意題目給予代替。以下圖6為例，教師如需對第一章難易度為中的三聯(lián)管由什么構(gòu)成的選擇題進行替換，則需要選中該題，點擊手動選擇，系統(tǒng)則將立刻顯示所有可用于替換的題目。最后，試題生成并確定后，該套試卷將自動保存于試卷一覽里面，之后點擊“下載”按鈕，便可將其下載至本機或者直接打印。

圖6 系統(tǒng)試卷手動更改界面

5 結(jié)語

運動生理學課程是體育專業(yè)的重要核心課程之一，變傳統(tǒng)組卷為系統(tǒng)自動組卷是新時代技術(shù)信息發(fā)展的必然趨勢，是提高教學效果和工作效率的本質(zhì)要求。創(chuàng)建運動生理學題庫自動組卷系統(tǒng)不但能夠有效地節(jié)約人力，還可推動考試向規(guī)范化、科學化發(fā)展，實現(xiàn)運動生理學的教考分離。本研究中創(chuàng)建的運動生理學題庫自動組卷系統(tǒng)具有較好地穩(wěn)定和安全性能，可操作性強，有利于運動生理學課程教學的深化改革和教學質(zhì)量的提升。

[1]廖莉.基于WEB的體育理論試題庫的初步研究與開發(fā).2010:13-19.

[2]王紹清，嚴光銀.基于文本格式的題庫與試卷自動生成系統(tǒng)研究[J].電腦知識與技術(shù),2008(18): 16-69 .

[3]曾一.試題庫中自動組卷的算法及試卷測評策略[J].計算機工程與設計，2006（8）:3024-3027.

[4]孟祥娟.利用遺傳算法實現(xiàn)試題庫自動組卷問題[J].計算機系統(tǒng)應用，2010（1）:180-184.

[5]張琨.基于遺傳算法的自動組卷系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].計算機工程與科學，2012（5）:178-183.

[6]烏蘭圖雅.基于量化模型的自動組卷算法研究1[J].內(nèi)蒙古大學學報（自然科學版），2014（2）:202-207.

Design and Implementation of Automatic Examination Paper System for Sports Physiology

WU Xiuhua, etal.

(Gannan Normal University, Ganzhou 341000, Jiangxi, China)

贛南師范大學2016年學位與研究生教育教學改革研究項目（201613）。

吳秀華（1978—），講師，研究方向：體育教學與運動健康促進。

黃興裕（1976—），博士，副教授，研究方向：運動生理教學。