開放教育下在線考試系統(tǒng)分析
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摘要】自2001年美國麻省理工學(xué)院“開放課件”運(yùn)動以來，開放教育已逐步走入各層教育的視野，特別是高等教育中的考核模式受到極大的影響。文章以開放教育為理論背景，以普通高等院校學(xué)生為研究對象，以計算機(jī)基礎(chǔ)課程的特點為切入點，在深入分析現(xiàn)有考核模式現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)狀與用戶需求設(shè)計出基于B/S模式的開放式在線考試系統(tǒng)，以期解決現(xiàn)有計算機(jī)基礎(chǔ)類課程測試系統(tǒng)的弊端，為計算機(jī)基礎(chǔ)類的課程教學(xué)提供更優(yōu)質(zhì)而便捷的服務(wù)。
【關(guān)鍵詞】開放教育；在線考試系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計；組卷
0引言
教育技術(shù)在高等教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用促使教育模式的不斷變革，特別是麻省理工學(xué)院的“開放課件”運(yùn)動開始以來，開放教育模式深受教育學(xué)者、專家的認(rèn)可，并以此衍生出豐富多樣的在線課堂教學(xué)模式，如微課、翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC、SPOC等。為順應(yīng)開放教育時代對一線教育工作者的要求，對大學(xué)生必修的技能課———“計算機(jī)基礎(chǔ)”，教師應(yīng)順應(yīng)變革，注重教學(xué)資源的實時共享、教學(xué)對象操作能力的培養(yǎng)、學(xué)情的科學(xué)評估與準(zhǔn)確反饋，以便為教師提供教學(xué)參考，為學(xué)習(xí)者提供有針對性的學(xué)習(xí)目標(biāo)與方向。目前，傳統(tǒng)考核模式已難實現(xiàn)如上的教學(xué)要求。因此，基于開放教育的現(xiàn)代無紙化考式方模式應(yīng)運(yùn)而生，特別是在操作性與技能性較強(qiáng)的科目考核中。文章以開放教育理論為基礎(chǔ)，以本院校針對“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程考核方式的實情為切入點，分3個層次逐步完成符合實情的在線考試系統(tǒng)的設(shè)計。第一層次：深入分析考核現(xiàn)狀、在線考核方式的意義；第二層次：全面理解并選擇合適的開發(fā)技術(shù)；第三層次：進(jìn)行基于網(wǎng)絡(luò)的在線考試系統(tǒng)的功能需求設(shè)計與數(shù)據(jù)庫設(shè)計。實現(xiàn)公正、公平、全面、高效、靈活的考核方式。
1在線考試系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析
2001年，美國麻省理工學(xué)院（MIT）啟動“開放課件”項目（OpenCourseWareProject，OCW），宣布將學(xué)校全部課程教學(xué)材料通過互聯(lián)網(wǎng)向全世界免費(fèi)開放以來[1]，基于開放教育的教學(xué)與考核模式應(yīng)運(yùn)而生。開放教育主張教育的民主和平等，向世界任何地區(qū)任何人提供能夠充分滿足學(xué)習(xí)需求的學(xué)習(xí)機(jī)會，而不論學(xué)習(xí)者的經(jīng)濟(jì)、種族、性別及年齡狀況[2]。網(wǎng)絡(luò)在線考核系統(tǒng)的設(shè)計思想正源于學(xué)習(xí)者能夠平等地共享網(wǎng)絡(luò)資源。
1.1考核方式的對比分析
傳統(tǒng)考核形式更適用于純理論性課程的測評，對于實操性極強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)考核方式顯得力不從心。分析其原因，主要有以下幾個方面。第一，課程培養(yǎng)目標(biāo)的要求。大學(xué)“計算機(jī)基礎(chǔ)”課程，注重學(xué)習(xí)者計算機(jī)基本技能的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的動手能力與運(yùn)用所學(xué)知識解決工作和生活中實際問題的能力。在開放教育時代的背景下，針對此類課程，若繼續(xù)采用傳統(tǒng)的考核形式，將無法高效、靈活地對大量的實操題型進(jìn)行科學(xué)的測評，教師無法更好地掌握學(xué)情，這將成為教師提高教學(xué)方法、提升教學(xué)質(zhì)量與實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的絆腳石。第二，教學(xué)對象眾多?！坝嬎銠C(jī)基礎(chǔ)”課程是每所高校學(xué)生的必修課程，是全校性公共基礎(chǔ)課。它涉及面廣、人數(shù)眾多、影響力大[3]。據(jù)調(diào)查表明，普通高校中每年參加計算機(jī)基礎(chǔ)考試的人數(shù)不下于5000人。如此龐大的數(shù)量，網(wǎng)絡(luò)在線考試系統(tǒng)將大量節(jié)約紙質(zhì)資源，也能很好規(guī)避紙質(zhì)試卷存檔的諸多弊端。第三，考試公評與公正性的要求。傳統(tǒng)考試為人工組卷，試題會受人為主觀因素的影響，且試卷相同，學(xué)生作弊概率也居高不下；閱卷中的誤判現(xiàn)象也比比皆是。在線考試系統(tǒng)采用智能隨機(jī)組卷，很大程度上解決了傳統(tǒng)組卷與評卷中的難題。
1.2教學(xué)對象需求分析
目前，內(nèi)江師范學(xué)院采用基于C/S模式的在線考試系統(tǒng)。對于平時的章節(jié)測試，學(xué)生只能利用一周唯一一次且只有短短90min的時間進(jìn)行自我知識掌握情況的檢測。根據(jù)對全校學(xué)生的不完全問卷調(diào)查結(jié)果顯示，有92%的同學(xué)都表示無法利用有限的課堂時間完成課程測試，必須利用課后時間，但非上課時間，機(jī)房不開放，這給學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)效果造成了很大程度上的負(fù)面影響，打擊了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。因此，一款高效、便捷、靈活且無時空限制的B/S在線考試系統(tǒng)將為學(xué)習(xí)者提供更好的服務(wù)。同時，就系統(tǒng)利用率而言，B/S將有巨大的優(yōu)勢。
2系統(tǒng)主要功能的分析與設(shè)計
2.1系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境及關(guān)鍵技術(shù)
系統(tǒng)基于B/S模式，以HTML、PHP為開發(fā)語言，使用JavaScript，開發(fā)動態(tài)Web網(wǎng)頁。JavaScript將給網(wǎng)頁和用戶之間實時動態(tài)交互提供可能，給網(wǎng)頁添加更多的活躍元素與精彩內(nèi)容[4-5]。
2.1.1ASP.NET技術(shù)
ASP.NET是ActiveServerPage（ASP）的下一版本，提供了一個統(tǒng)一的Web開發(fā)模型，包括開發(fā)人員生成企業(yè)級Web應(yīng)用程序所需的各種服務(wù)，利用它可建立功能更加強(qiáng)大的Web應(yīng)用[6]。
2.1.2SQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)
數(shù)據(jù)庫的實質(zhì)為數(shù)據(jù)集合，數(shù)據(jù)庫是根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫[7]。SQLServer2012可為系統(tǒng)建立獨立的數(shù)據(jù)空間來保存數(shù)據(jù)，并按數(shù)據(jù)分類選用合適的模式保存數(shù)據(jù)。用戶可加密各項數(shù)據(jù)，安全密鑰提高了數(shù)據(jù)庫的安全性。用戶還可以查詢、調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)。對于不同的用戶，SQL的可移植性特點可為其提供不同的需求。
2.2用戶需求分析
文章通過對教師與學(xué)生的各1000份問卷樣本與15個訪談對象所反饋的信息進(jìn)行加工與分析。教師要求系統(tǒng)能實現(xiàn)智能化的組卷與閱卷功能。其中，95.8%的用戶要求實現(xiàn)高效組卷，100%的用戶要求試卷無重復(fù)試題，98.9%的用戶要求有效控制試卷區(qū)分度。因此，此用戶的功能主要有題目管理、試卷管理與考試管理等。科目管理主要實現(xiàn)科目信息的增加、修改與刪除。題目管理主要包括定義試題類型、試題難度、知識點分布、章節(jié)分布等內(nèi)容。試卷管理主要有智能組卷和自動閱卷等內(nèi)容?？荚嚬芾韺崿F(xiàn)時間控制、保護(hù)用戶信息等功能。對于學(xué)生，要求增加平時測驗與錯題集專項練習(xí)的功能。
2.3主要能模塊設(shè)計
根據(jù)如上分析，在線考試系統(tǒng)將重點設(shè)計題目管理模塊、試卷管理模塊和考試管理模塊。
2.3.1題目管理模塊設(shè)計
基于開放教育下的在線考試系統(tǒng)，滿足不同用戶與不同科目的需求，做到題型多樣化與題量最大化是該系統(tǒng)必不可少的功能。因此，試卷將增加主觀題的測評，以實現(xiàn)試題題型的多樣化。主觀題包括操作類與設(shè)計類的題目。為方便更新與導(dǎo)入試題，系統(tǒng)將設(shè)置批量導(dǎo)入功能，充分減少用戶的工作量。試題成功導(dǎo)入后，數(shù)據(jù)庫將實時自動更新。
2.3.2試卷管理模塊設(shè)計
此設(shè)計將以試題的完整性、多樣性與題量等為要求。關(guān)鍵流程有生成多套試卷，自動篩選合適的試卷，修改試卷，生成最終試卷。生成多套試卷將運(yùn)用改進(jìn)后的遺傳算法按預(yù)設(shè)的試題屬性抽取試題，生成首張試卷。試題難度用公式（1）表示，［0，0.2］表示簡單，［0.2，0.4］表示較簡單，［0.4，0.6］表示中等難度，［0.6，0.8］表示較難，［0.8，1］表示難。區(qū)分度也是評估試卷極重要的指標(biāo)之一，用公式（2）表示。區(qū)分度的值與區(qū)分度評價值的對應(yīng)關(guān)系如下：小于或等于0.19表區(qū)分度不合格，0.2～0.29表示中等區(qū)分度，0.3～0.39表示良好的區(qū)分度，0.4以上表示區(qū)分度為優(yōu)。L＝1－X軍W（1）X軍是所有被測者對同一試題的平均分；W是某一試題的總分。D＝（XH－XL）/N（2）公式（2）中，H是答對一道題的總?cè)藬?shù)與所有被測學(xué)生人數(shù)的比值，L是答錯某一題的總?cè)藬?shù)與所有被測學(xué)生人數(shù)的比值，XH是答對該題的平均分，XL是答錯該題的平均分，N是該題的總分。認(rèn)知層次屬性設(shè)置將依據(jù)布魯姆的教學(xué)目標(biāo)分類理念，分為識記、理解、應(yīng)用、分析與創(chuàng)新。對試卷的章節(jié)分布，系統(tǒng)將根據(jù)科目的章節(jié)而設(shè)定，教師可自行設(shè)定每個章節(jié)所占分?jǐn)?shù)的高低。接著重復(fù)上述過程，比較抽取的試題與已抽過的試題，以形成低重復(fù)率的試卷。試卷的題型由教師用戶設(shè)置，每種題型的數(shù)量與分值也可設(shè)定。最后，系統(tǒng)將根據(jù)學(xué)生平時的測驗情況，自動分析出其學(xué)習(xí)水平值，根據(jù)此值確定試卷的難度與區(qū)分度范圍，保證試卷的不盡相同，從而生成良好的試卷。
2.3.3考試管理模塊設(shè)計
此模塊主要包括考試閱卷管理與成績管理?？荚嚂r，系統(tǒng)將呈現(xiàn)考前信息，如考試科目、時間及考試重要信息提示。系統(tǒng)也將啟動自動保護(hù)功能，出現(xiàn)突發(fā)情況時，學(xué)生可再次登錄考試系統(tǒng)，系統(tǒng)將恢復(fù)所有的考試數(shù)據(jù)，保證考試的順利進(jìn)行。對于時間控制，系統(tǒng)將運(yùn)用Ajax來實現(xiàn)，考試結(jié)束時，若學(xué)生沒提交試卷，系統(tǒng)將自動提交。接著，系統(tǒng)將自動閱卷，對于選擇型題目，系統(tǒng)對比作答結(jié)果與正確答案。對于填空題，系統(tǒng)將實現(xiàn)作答答案與正確答案的亂序比對。對于操作或設(shè)計類的題目，系統(tǒng)劃分其分?jǐn)?shù)段后根據(jù)語句相似度來評分，教師可再核實并給出最終分?jǐn)?shù)。平常測試時，系統(tǒng)將設(shè)計錯題庫功能與錯題討論功能。錯題庫主要收集學(xué)生的錯題，方便確定再練習(xí)和測試時試題選入試卷的優(yōu)先級，已斬錯題可移除錯題庫。在錯題討論區(qū)，學(xué)生能看到某題得分前10位的同學(xué)，方便學(xué)生間線上或線下請教與討論，實現(xiàn)互幫互助。教師可查看全班錯誤率較高的題目，從而更好地實現(xiàn)教學(xué)重難點的有的放矢。成績管理模塊主要實現(xiàn)成績查詢與統(tǒng)計分析功能。教師可查詢學(xué)生的成績信息與此信息的分析統(tǒng)計圖表，圖表可為教師提供直觀的學(xué)情分析。學(xué)生可查詢成績、排名與錯題等信息。
2.4數(shù)據(jù)庫設(shè)計
在信息系統(tǒng)當(dāng)中，數(shù)據(jù)庫屬于基礎(chǔ)和核心位置，能夠有效連接信息系統(tǒng)的各個部分[8]。而數(shù)據(jù)庫設(shè)計主要是數(shù)據(jù)表的設(shè)計，用戶信息數(shù)據(jù)表、試題信息表和試卷信息表的設(shè)計尤為重要。用戶信息表設(shè)計，包括管理員用戶表、教師用戶表和學(xué)生用戶表，表屬性有ID、用戶名、密碼、郵箱、權(quán)限等。學(xué)生ID用學(xué)號表示，教師ID用教師號表示，管理員用3位數(shù)字表示。試題信息表設(shè)計將根據(jù)題目類型分類，在信息表中ID、題干、難度、章節(jié)分布、認(rèn)知層次、類型等內(nèi)容是試題的共同屬性。單選題和多選題將在共同屬性的基礎(chǔ)上增加選項屬性。填空題數(shù)據(jù)表的屬性將增加填空1、填空2……，以及是否允許學(xué)生亂序作答的屬性。主觀題型的屬性將增加答案關(guān)鍵詞。試卷信息表設(shè)計，此表主要有ID、試卷名稱、試卷編號、考試時間等屬性。試題難度分布表設(shè)計，主要包括ID、考試開始時間、考試結(jié)束時間、主觀題分?jǐn)?shù)、客觀題分?jǐn)?shù)、總分等。
3結(jié)語
文章切合開放教育的大背景，全面剖析本校學(xué)生計算機(jī)類知識技能測驗與培養(yǎng)的現(xiàn)狀，多維度分析師生的平臺需求，提出在開放教育模式下在線考試系統(tǒng)的設(shè)計思路與方法，讓在線考試系統(tǒng)能實現(xiàn)為教師的教學(xué)優(yōu)化提供真實可靠的學(xué)情信息，為學(xué)生提供專屬的知識鞏固與技能提升平臺，進(jìn)而幫助學(xué)生確定學(xué)習(xí)目標(biāo)與方向，達(dá)到高效的學(xué)習(xí)效果。
參考文獻(xiàn)
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作者：陽冉 單位：內(nèi)江師范學(xué)院人事處
