試卷自動生成系統(tǒng)

1、目 錄摘 要1序 言2一、可行性分析31.1管理可行性分析31.2經(jīng)濟可行性分析31.3技術(shù)可行性分析3二、項目開發(fā)計劃42.1開發(fā)背景與現(xiàn)狀42.2數(shù)據(jù)庫連接方式4三、需求規(guī)格說明73.1用戶需求73.2功能需求83.3性能需求83.3.1加載數(shù)據(jù)效率要求83.3.2界面風(fēng)格要求8四、概要設(shè)計94.1系統(tǒng)功能模塊圖94.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計114.2.1實體e-r圖114.2.2數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)12五、詳細設(shè)計145.1自動生成試卷的程序流程圖145.2窗體介紹14設(shè)計總結(jié)20參考文獻21致 謝22摘 要教學(xué)效果評價是教學(xué)工作的一個重要環(huán)節(jié)，通常的教學(xué)評價方式多為通過試卷進行考試，因而試卷的質(zhì)量將直

2、接影響到教學(xué)評價的結(jié)果。一般情況下，教師出試卷時要么到龐大的題庫里一道一道的把題目挑選出來，或是從幾本相關(guān)的書里把題挑選出來組成一份試卷，這樣既費時又費力，而且很難保證試題的覆蓋面和把握試卷的難度。為了將老師從繁重的命題工作中解放出來，為了提高命題的質(zhì)量和管理的現(xiàn)代化、科學(xué)化、規(guī)范化，本文開發(fā)一個試卷生成系統(tǒng)。本文在充分的需求分析基礎(chǔ)上，設(shè)計和實現(xiàn)了一個試卷生成系統(tǒng)，主要完成了手動生成試卷、自動生成試卷、抽取現(xiàn)有試卷和用戶管理等功能。通過測試，系統(tǒng)在windows 2000xp平臺下能穩(wěn)定運行，且基本達到了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)，有一定的實用價值。關(guān)鍵詞：試題庫；試卷生成；visual c#；算法序

3、言在以往的教學(xué)中，老師出試卷大多由手工出卷，這樣生成的試卷往往會有知識點分布太集中、難易程度不當(dāng)、分值分布不均等一些缺點；這樣，既增加了老師的負擔(dān)，也沒有達到很好考查學(xué)生學(xué)習(xí)的真實水平，造成教學(xué)上的失誤。 基于以上的原因，有很多從事軟件開發(fā)的人員，在試卷自動生成方面做了很大的研究。目前這一領(lǐng)域也以良好的發(fā)展姿態(tài)而不斷進步，早期已經(jīng)有了一些類似的系統(tǒng)，但經(jīng)過軟件開發(fā)人不斷的完善，大致形成了具備如下功能的系統(tǒng)：添加刪除試題、試題交流、合并題庫、自定義試題參數(shù)等一些功能，其中試題共享功能非常實用，主要用于同事間交流試題。系統(tǒng)“體積”非常小，壓縮后只有幾百kb。平時只要將一些試題或從網(wǎng)絡(luò)下載的試題，按

4、“科目”、“章節(jié)”、“題型”、“難易程度”四個參數(shù)進行歸類,錄入題庫，需要用時，只要輸入一些查詢條件即可查出所要找的試題。生成試卷非常方便，只需幾分鐘就可以生成一份試卷，生成的試卷還配有答案，更重要的是軟件能與wrod、wps等的完美結(jié)合，試題、答案的編輯、試卷的排版打印全部由word來完成，試卷和答案都可保存為*.doc格式或者*.rtf的富文本格式，如果你的電腦上沒有word這類文字處理軟件還可保存為*.txt格式?？梢?，試卷自動生成系統(tǒng)這方面的研究日益成熟，這不但減輕了教師的工作負擔(dān)，也使得教學(xué)評價更加科學(xué)化、規(guī)范化，有利用教育事業(yè)的發(fā)展。一、可行性分析可行性分析的任務(wù)是明確開發(fā)應(yīng)用項目

5、的必要性和可行性。必要性來自實現(xiàn)開發(fā)任務(wù)的迫切性，而可行性則取決于實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的資源和條件。這項工程需要建立在初步調(diào)查的基礎(chǔ)上。1.1管理可行性分析隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機科學(xué)的日漸成熟，其強大的功能已經(jīng)為人們深刻認識，它己進入人類社會的各個領(lǐng)域并發(fā)揮著越來越重要的作用。mis為計算機應(yīng)用的一部分，使用計算機對學(xué)生的成績信息進行管理，具有手工管理所無法比擬的優(yōu)點。同時，為了適應(yīng)時代發(fā)展，適應(yīng)我國教育深化改革、全面實施素質(zhì)教育的需要，教育部適時提出了加快普及信息技術(shù)，以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化，努力實現(xiàn)我國教育水平的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，所以開發(fā)題庫與試卷生成系統(tǒng)在管理上是可行的。1.2經(jīng)

6、濟可行性分析采用計算機管理不但可以提高工作效率，而且還可以節(jié)省人力、物力、財力，降低了人工處理產(chǎn)生的錯誤。由于所開發(fā)的系統(tǒng)是一個單機版的系統(tǒng)，在計算機配置方面的要求也不是很高，所以學(xué)校在軟、硬件不需要進行大的投入的前提下，開發(fā)題庫與試卷生成系統(tǒng)在經(jīng)濟上是可行的。1.3技術(shù)可行性分析因為開發(fā)所采用的工具全是可視化工具，開發(fā)出的應(yīng)用程序均是圖形化界面，操作員幾乎不用記任何命令就可以操作此系統(tǒng)。另外，系統(tǒng)的操作員多為學(xué)校的教師，有較高的文化素質(zhì)，他們其中大多已經(jīng)基本會windows的操作，即使不會操作windows，經(jīng)過短期的培訓(xùn)也能熟練的使用本軟件，所以開發(fā)題庫與試卷生成系統(tǒng)在技術(shù)上是可行的。二、

7、項目開發(fā)計劃2.1開發(fā)背景與現(xiàn)狀在以往的教學(xué)中，老師出試卷大多由手工出卷，這樣生成的試卷往往會有知識點分布太集中、難易程度不當(dāng)、分值分布不均等一些缺點；這樣，既增加了老師的負擔(dān)，也沒有達到很好考查學(xué)生學(xué)習(xí)的真實水平，造成教學(xué)上的失誤。 基于以上的原因，有很多從事軟件開發(fā)的人員，在試卷自動生成方面做了很大的研究。目前這一領(lǐng)域也以良好的發(fā)展姿態(tài)而不斷進步，早期已經(jīng)有了一些類似的系統(tǒng)，但經(jīng)過軟件開發(fā)人不斷的完善，大致形成了具備如下功能的系統(tǒng)：添加刪除試題、試題交流、合并題庫、自定義試題參數(shù)等一些功能，其中試題共享功能非常實用，主要用于同事間交流試題。系統(tǒng)“體積”非常小，壓縮后只有幾百kb。平時只要將

8、一些試題或從網(wǎng)絡(luò)下載的試題，按“科目”、“章節(jié)”、“題型”、“難易程度”四個參數(shù)進行歸類,錄入題庫，需要用時，只要輸入一些查詢條件即可查出所要找的試題。生成試卷非常方便，只需幾分鐘就可以生成一份試卷，生成的試卷還配有答案，更重要的是軟件能與wrod、wps等的完美結(jié)合，試題、答案的編輯、試卷的排版打印全部由word來完成，試卷和答案都可保存為*.doc格式或者*.rtf的富文本格式，如果你的電腦上沒有word這類文字處理軟件還可保存為*.txt格式。 可見，試卷自動生成系統(tǒng)這方面的研究日益成熟，這不但減輕了教師的工作負擔(dān)，也使得教學(xué)評價更加科學(xué)化、規(guī)范化，有利用教育事業(yè)的發(fā)展。2.2數(shù)據(jù)庫連接

9、方式從簡單的文本文件到各種復(fù)雜的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序需要面對各種各樣的數(shù)據(jù)源。微軟的.net平臺提供了ado.net作為應(yīng)用程序和ole-db連接的橋梁ado.net增強了對非連接編程模式的支持,并支持rich xml.由于傳送的數(shù)據(jù)都是xml格式的，因此任何能夠讀取xml格式的應(yīng)用程序都可以進行數(shù)據(jù)處理。事實上，接受數(shù)據(jù)的組件不一定要是ado .net組件，它可以是基于一個microsoft visual studio的解決方案，也可以是任何運行在其它平臺上的任何應(yīng)用程序。ado.net是一組用于和數(shù)據(jù)源進行交互的面向?qū)ο箢悗臁ＭǔＧ闆r下,數(shù)據(jù)源是數(shù)據(jù)庫，但它同樣也能夠是文本文件、e

10、xcel表格或者xml文件。ado.net允許和不同類型的數(shù)據(jù)源以及數(shù)據(jù)庫進行交互。然而并沒有與此相關(guān)的一系列類來完成這樣的工作。因為不同的數(shù)據(jù)源采用不同的協(xié)議，所以對于不同的數(shù)據(jù)源必須采用相應(yīng)的協(xié)議。一些老式的數(shù)據(jù)源使用odbc協(xié)議，許多新的數(shù)據(jù)源使用oledb協(xié)議，并且現(xiàn)在還不斷出現(xiàn)更多的數(shù)據(jù)源，這些數(shù)據(jù)源都可以通過.net的ado.net類庫來進行連接。ado.net提供與數(shù)據(jù)源進行交互的相關(guān)的公共方法，但是對于不同的數(shù)據(jù)源采用一組不同的類庫。這些類庫稱為data providers，并且通常是以與之交互的協(xié)議和數(shù)據(jù)源的類型來命名的。表1列處了一些常見的data providers，以及

11、它們所使用的api前綴，和允許進行交互的數(shù)據(jù)源類型。ado.net包含的對象：sqlconnection 對象和數(shù)據(jù)庫交互，你必須連接它。連接幫助指明數(shù)據(jù)庫服務(wù)。這對于速度來說是有好處的，但是如果你需要操作數(shù)據(jù)，更好的辦法是使用dataset。dataset對象dataset對象是數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的表示形式。它包括多個datatable對象，而datatable包含列和行，就象一個普通的數(shù)據(jù)庫中的表。你甚至能夠定義表之間的關(guān)系來創(chuàng)建主從關(guān)系（parent-child relationships）。dataset是在特定的場景下使用幫助管理內(nèi)存中的數(shù)據(jù)并支持對數(shù)據(jù)的斷開操作的。dataset是被所有

12、data providers使用的對象，因此它并不像data provider一樣需要特別的前綴。sqldataadapter對象某些時候你使用的數(shù)據(jù)主要是只讀的，并且你很少需要將其改變至底層的數(shù)據(jù)源。同樣一些情況要求在內(nèi)存中緩存數(shù)據(jù)，以此來減少并不改變的數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)庫調(diào)用的次數(shù)。data adapter通過斷開模型來幫助你方便的完成對以上情況的處理。當(dāng)在一單批次的對數(shù)據(jù)庫的讀寫操作的持續(xù)的改變返回至數(shù)據(jù)庫的時候，data adapter 填充（fill）dataset對象。data adapter包含對連接對象以及當(dāng)對數(shù)據(jù)庫進行讀取或者寫入的時候自動的打開或者關(guān)閉連接的引用。另外，data a

13、dapter包含對數(shù)據(jù)的select,insert,update和delete操作的command對象引用。你將為dataset中的每一個table都定義data adapter，它將為你照顧所有與數(shù)據(jù)庫的連接。所有你將做的工作是告訴data adapter什么時候裝載或者寫入到數(shù)據(jù)庫?？偨Y(jié)：ado.net是與數(shù)據(jù)源交互的.net技術(shù)。有許多的data providers，它將允許與不同的數(shù)據(jù)源交流取決于它們所使用的協(xié)議或者數(shù)據(jù)庫。然而無論使用什么樣的data provider，你將使用相似的對象與數(shù)據(jù)源進行交互。sqlconnection對象管理與數(shù)據(jù)源的連接。sqlcommand對象允許你

14、與數(shù)據(jù)源交流并發(fā)送命令給它。為了對進行快速的只“向前”地讀取數(shù)據(jù)，使用sqldatareader。如果想使用斷開數(shù)據(jù)，使用dataset并實現(xiàn)能進行讀取或者寫入數(shù)據(jù)源的sqldataadapter。三、需求規(guī)格說明考試是整個教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，它是對學(xué)生所學(xué)知識和能力的一種評價，也是衡量教師教學(xué)效果優(yōu)劣的一種教育測量手段。但是，目前考試的實施過程不完全科學(xué)，命題內(nèi)容，評分標(biāo)準(zhǔn)等缺乏普遍的可比性，考試不夠客觀和準(zhǔn)確。隨著計算機科學(xué)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，計算機技術(shù)已進入現(xiàn)代教育領(lǐng)域，并形成了一門新興的邊緣科學(xué)計算機輔助教學(xué)（computer aided instruction，cai）。3.

15、1用戶需求利用計算機建立試題庫，實現(xiàn)計算機自動選題組卷，是cai工程的重要組成部分，也是實現(xiàn)教考分離的一個重要手段。利用計算機組卷，不僅能節(jié)省教師的寶貴時間，提高工作效率，而且能消除出卷人主觀意識的影響，使考試更加標(biāo)準(zhǔn)化，更加客觀，真實，全面地反映反映教學(xué)的實際效果，有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。建立了試題庫系統(tǒng)以后，可實行教考分離，促使任課老師必須按照教學(xué)大綱的要求認真?zhèn)湔n，認真組織教學(xué)內(nèi)容，改進教學(xué)方法，對提高教學(xué)質(zhì)量和整體教學(xué)水平有著非常重要的意義。每次考試后，還可利用計算機對試卷和考試分?jǐn)?shù)進行分析和評價，使考試這一教學(xué)環(huán)節(jié)更加科學(xué)化和規(guī)范化。作為試題庫系統(tǒng)中的一部分，試卷生成系統(tǒng)必須滿足如下需

16、求：（1） 靈活多樣的組卷方式，如手工組卷和自動組卷。（2） 既能臨時生成試卷，又能直接使用以前生成的試卷，也就是要求能對生成的試卷進行保存，以便下次直接使用，并能刪除不再需要的試卷。（3） 試卷的保密性要求，只有授權(quán)人員才能生成和查閱試卷。（4） 試卷生成速度不宜太慢。（5） 生成的試卷按照規(guī)定的模板輸出，并能導(dǎo)出到word文檔中。（6） 生成的試卷既可以直接打印，也可以在word中修改和打印。（7） 友好的用戶界面。3.2功能需求本系統(tǒng)是題庫與試卷生成系統(tǒng)，主要有三方面的功能需求，其分別是：（1） 題庫管理：為了用戶能方便管理龐大的試題題庫，實現(xiàn)各種常用或者自定義題型的錄入、修改、查詢、刪

17、除、分類等功能。（2） 手動生成試卷：為了能按照用戶的意愿組卷，用戶可以按試題所涉及的知識點瀏覽各種題型，生成一份知識覆蓋面廣泛的試卷，并能保存試卷。 （3） 自動生成試卷：用戶能選擇生成試卷的題型，試題數(shù)量，試題難度，以及試卷分值，且有預(yù)覽試卷，預(yù)覽答案，保存試卷和答案的功能。3.3性能需求3.3.1加載數(shù)據(jù)效率要求本系統(tǒng)的使用不受時間限制,可以24小時正常使用,對于用戶登陸,試卷預(yù)覽,答案預(yù)覽,試卷生成功能響應(yīng)時間不宜超過5秒鐘。 3.3.2界面風(fēng)格要求整體以白色和淡藍色為主,輔助淡綠色給人清新,舒坦的感覺,在1024*768分辨率下達到最佳顯示效果,界面簡潔清爽,不能過于復(fù)雜。四、概要設(shè)

18、計4.1系統(tǒng)功能模塊圖根據(jù)需求分析，將系統(tǒng)分為四個模塊：系統(tǒng)管理模塊，試卷生成管理模塊，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，系統(tǒng)幫助模塊。系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。題庫與試卷生成系統(tǒng)系統(tǒng)管理題庫管理試卷生成幫助和關(guān)于用戶管理密碼管理題型設(shè)置試題更新維護自動生成試卷手動生成試卷系統(tǒng)關(guān)于系統(tǒng)幫助 圖 4-1 系統(tǒng)功能模塊圖下面對各功能模塊的子功能進行較詳細的討論。（1） 系統(tǒng)管理模塊該模塊包括用戶管理模塊和用戶密碼管理模塊。系統(tǒng)啟動時調(diào)用此模塊，要求用戶先進行登陸。登陸功能模塊如圖4-2所示。用戶管理系統(tǒng)管理管理員教 師密碼管理題型設(shè)置題庫更新維護自動生成試卷手動生成試卷 圖 4-2 登錄功能模塊圖（2） 試卷

19、生成管理模塊試卷生成管理模塊主要包括如下子模塊：手動生成試卷模塊：顯示生成試卷，保存試卷功能。自動生成模塊：顯示生成試卷，預(yù)覽試卷，預(yù)覽答案，保存試卷功能。詳細的試卷生成管理功能模塊如圖4-3所示。試卷生成系統(tǒng)手動生成試卷自動生成試卷試卷設(shè)置單題預(yù)覽試卷答案預(yù)覽保存輸出試卷試卷設(shè)置試卷答案預(yù)覽保存輸出試卷 圖 4-3 試卷生成功能模塊圖（3） 系統(tǒng)幫助模塊 主要包括系統(tǒng)幫助和系統(tǒng)關(guān)于。系統(tǒng)幫助模塊結(jié)構(gòu)如圖4-4所示。系統(tǒng)幫助系統(tǒng)關(guān)于幫助 圖4-4 系統(tǒng)幫助模塊功能圖4.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計是在選定的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)庫的過程4.2.1實體e-r圖用 戶用戶名密 碼姓 名教工號狀 態(tài)

20、本系統(tǒng)的實體有：用戶實體、試題實體，各個實體具體的描述e-r圖如圖所示。圖4-5 用戶實體e-r圖試 題題干答案課程章節(jié)難度圖片類型選擇題號圖4-6 試題實體e-r圖4.2.2數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)采用sql server 2005 數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫名為myschool，數(shù)據(jù)庫myschool中包括5個數(shù)據(jù)表。 （1） 用戶表admin，主要用來存儲系統(tǒng)管理員的相關(guān)信息，表結(jié)構(gòu)如表4-1：表4-1 admin表 字段名數(shù)據(jù)類型長度是否主鍵功能描述usernamenchar50是用戶姓名userpwdnchar50登錄密碼namenchar50用戶姓名useridint12教工號（2） 用戶表

21、teacher，主要用來存儲教師用戶的信息，表結(jié)構(gòu)如表4-2：表4-2 teacher表字段名數(shù)據(jù)類型長度是否主鍵功能描述usernamenchar50是用戶姓名userpwdnchar50登錄密碼namenchar50用戶姓名useridint12教工號userstatebit1用戶狀態(tài)（3） 試題表question，主要用來存儲題庫中的試題，表結(jié)構(gòu)如表4-3：表4-3 question表字段名數(shù)據(jù)類型長度是否主鍵功能描述questionidint8是題號questionbodynchar300題干answernchar300答案與解釋objectnchar50課程名chapternchar

22、50章節(jié)imgpathnchar100圖片路徑difficultint4難度系數(shù)typenchar50試題類型choicebit1是否被選（4） 題型表type，用來存儲動態(tài)生成試題類型，表結(jié)構(gòu)如表4-4：表4-4 type表字段名數(shù)據(jù)類型長度是否主鍵功能描述typenamenvarchar50是動態(tài)試題類型（5） 課程表object，用來存儲課程相關(guān)信息，表結(jié)構(gòu)如表4-5：表4-5 object表字段名數(shù)據(jù)類型長度是否主鍵功能描述objectnamenvarchar50是試題章節(jié)五、詳細設(shè)計5.1自動生成試卷的程序流程圖yyn輸入試卷信息息自動生成試題試卷生成失敗敗預(yù)覽試卷保存試卷保存答案自

23、動選擇試題程序開始程序結(jié)束圖 5-1 自動生成試卷的程序流程圖5.2窗體介紹1.本系統(tǒng)的主要用戶有兩類，系統(tǒng)管理員和教員用戶，其中系統(tǒng)管理員有用戶管理權(quán)限和其他所有系統(tǒng)功能。教員用戶的主要功能是試題的錄入修改維護、題庫和題型設(shè)置、手動或自動出題、試題的輸出、自身密碼管理等。用戶登錄時需輸入合法用戶名、密碼及相應(yīng)用戶類型。界面如圖：圖5-2 登錄模塊2.系統(tǒng)的主界面是我們工作的主要區(qū)域，在這里有系統(tǒng)的所有功能的控制面板。其中主要的功能模塊有用戶管理、題庫設(shè)置、題型設(shè)置、試卷管理、試卷生成、密碼管理等。其中用戶管理只有在管理員用戶登錄時可用，教師用戶可以由初始密碼登錄，然后再自行修改密碼。管理員可

24、以修改教師用戶的權(quán)限和相應(yīng)資料，但是無權(quán)修改教師用戶密碼。系統(tǒng)界面如圖： 圖5-3 系統(tǒng)主界面3.用戶管理功能有管理員和教師用戶的添加修改，教師用戶狀態(tài)的修改，查看全部用戶列表。 圖5-4 查找教員用戶4.該部分有題庫的總體結(jié)構(gòu)課程等的設(shè)置和自定義題型，在題庫設(shè)置我們可以管理課程和章節(jié)，這里刪除課程可以將題庫中全部改課程刪除，在題型設(shè)置里我們可以動態(tài)添加一些新的富有創(chuàng)新的題型使得試卷形式和內(nèi)容豐富多彩。 圖 5-5 題庫設(shè)置界面 圖 5-6 題型設(shè)置界面 圖 5-7 添加試題界面5.試卷的生成主要有兩種形式，一是手動生成試卷，該方法生成的試卷由于是人為生成知識面覆蓋較好，適合試題范圍小，試題數(shù)

25、目不多的情況。二是自動生成試卷，該方法生成試卷速度快，適合出題范圍比較大的試卷生成。試卷生成時我們可以先預(yù)覽要生成的試卷確定滿意后再輸出為我們學(xué)要的格式如doc、rtf或者txt。圖 5-8 手動生成試卷界面圖5-9 自動生成試卷界面圖5-10 試卷預(yù)覽界面設(shè)計總結(jié)本軟件的設(shè)計目的是在題庫的管理維護和試卷生成方面為教學(xué)單位和人員提供方便和幫助。通過這兩周的課程設(shè)計，我學(xué)到很多以前沒有學(xué)到的visual c#開發(fā)技術(shù)，在軟件工程學(xué)上更是取得了很大的進步?？偟膩碚f，在這次的課程設(shè)計中遇到了不少的問題，大部分得到了很好的解決，但也有少部分遺留的問題。首先便是調(diào)研的不充分。由于以前根本未曾接觸過軟件的整體開發(fā)設(shè)計，所以在前期的調(diào)研中相當(dāng)不充分，開題也有些盲目，以為把屬性和表寫得越多越好，這個問題越到后來越嚴(yán)種，而且因為客觀的原因耽誤了進度，因而對開題做了修改 。其