《煤矿安全培训试题库管理系统》的开发

褚庆刚

（肥城矿业集团公司安监局生产处）

1 前言

在煤矿安全教育培训工作中，考试是检验培训效果最重要的一环，它不仅能检查学员的学习情况，也能考核任课教师的教学效果。而出试卷又是每个任课教师经常必做、繁复而重复的工作。

在实际培训教学过程中，一方面由于煤矿安全教育培训部门的教师并非专职教师，所出试题的质量难以保证，试题的难易程度、题型比例、格式标准等较难控制，同时也大大增加了任课教师的工作量；另一方面试卷的管理比较困难，花费大量时间编制出来的试卷，往往在考试结束后被简单的存档，很少再次被人利用，要想查找试卷上的某道题将十分困难。

利用计算机技术建立丰富而标准的试题库，对试题和试卷进行科学的管理，成为一种较为理想的解决方案。采用试题库的题目进行考试其优点突出表现在以下几个方面：

①在确保命题质量的前提下，考试命题工作更加科学化、规范化，实现了试题收集和试题管理的自动化和正规化；

②任课教师可以在试题库的范围内，按学员的实际情况情况方便地取出一定数量的优质试题，在确保内容覆盖面的基础上组成试卷；

③当试题库中试题内容恰当和技巧完备的情况下，通过试题库组成的试卷的质量将高于任课教师自己出的试卷；

④任课教师的工作会变得更加简单和高效；

⑤运用计算机技术，可以方便地完成对试题的保存、扩充、修改和查询，可以自动生成试卷，并可实现教考分离；

⑥可以方便的形成习题集供学员练习使用；

2 开发工具的选择

《煤矿安全培训试题库管理系统》是一个数据库管理软件，要实现系统的各项功能，合适的选择应该是具有完善的数据库管理功能的开发工具，同时要求系统应具有良好的用户界面。基于此，我们选择了window操作系统平台下的delphi7.0。

Delphi7.0提供了与Microsoft  ACCESS相同的数据库引攀，可以直接开发出与Microsoft ACCESS兼容的管理系统，在程序设计中DATA控件与结构化查询语句的灵活运用，使软件功能的实现更加方便。

基于以上delphi7.0的优点，本系统采用delphi7.0语言开发设计，数据库采用Microsoft ACCESS。

3 系统结构及各模块功能设计

该系统的整体模块结构如图1所示。

整个系统由用户登录、用户注册模块，题库管理模块，试卷管理模块，系统维护模块共四部分组成。各模块的功能分别说明如下：

①用户登录、用户注册模块

该模块能鉴别登录的用户是否为有效用户以及该用户的管理权限。当本试题库软件启动，就从数据库中的用户登录表中读出已记载了的有效用户名、用户密码以及用户权限。当用户按下确定键之后，判断用户输入的用户名和密码是否有效，有效则可进入主窗体，进行其他功能模块的操作，否则无法进入，如果用户登录表中没有用户可通过该模块注册新用户。

②题库管理模块

在题库管理模块中共有四个功能：选择科目、题库设置、题型设置、试题录入，本模块是整个数据库的结构基础，可以在这里设置：科目、课程、章节、知识点，为以后试题录入以及生成试卷做好基础。整个结构采用树形结构，不同的科目对应不同的树，科目是一棵树的主干，课程名是主干上的分支，章节是二级分支，知识点是树叶。这种结构可以方便地将不同科目的系统结构组织管理好，而且一目了然。题型设置中可以设置每个科目的题型；试题录入采用一个类似word 的录入界面进行试题录入，可以从现有的word文档中导入题目；也可以方便地查找，删除试题。题库管理模块的功能结构如图2所示。

    ③试卷管理模块

本模块是系统的核心，主要作用是生成试卷，有三种试卷生成方式：自动组卷、手动组卷、从试卷库导入试卷。

自动组卷是指试卷生成系统根据出卷人的预定要求和既定标准自动从试题库中抽取试卷组成标准试卷的过程。这种组卷方式：只需给出必要的组卷要求信息（如：试卷所属科目、课程、章节、知识点、试卷所含试题类型、各题型题数、各章节的题数等），确认无误后，即可自动生成试卷。这种方法的特点是快捷、方便，随机性强；

人工组卷方式：完全由人工选择试卷中需要的试题，用户可以自由地选择，然后由计算机将这些试题生成试卷。该种方法的待点是人机交互功能强大、灵活，自由。

另外系统还允许用户直接从数据库中调用已经存在的试卷直接使用。

试卷生成以后，要求输入相关信息，然后进行试卷预览，浏览方式为直接调用word ，也可以将试卷和答案以word方式进行存储备用。

④系统维护模块：主要包括：修改密码 、增加用户 、权限设置 、数据备份（及时地备份好数据库，万一数据库文件损坏了，就可以通过备份的来恢复）、恢复数据（把数据库从备份的恢复过来）、题库导出、题库导入、数据压缩（数据库经过一段时间的使用，会出现数据冗余和碎片，占用过多的空间，通过压缩　库可以减小数据库的体积）、导出试卷库、导入试卷库等共八项功能，详细设计不再赘述。

4 数据库设计

4.1数据库基本设计：

《煤矿安全培训试题库管理系统》最重要的部分是确定试题的各项指标，系统各功能的实现都是针对试题指标对试题库进行操作。试题的指标由数据库中试题表的相应字段构成，每条记录至少应包括以下几个字段：

①试题编号：(TExT类型)试题编号是识别试题的唯一标志，作为试题数据文件的主关键字，试题的具体内容、类型、答案等是通过试题编号相关联的。为了便于系统的维护，试题编号是由系统自动产生的，用户不得修改。

 ②试题难度：(TEXT类型)试题难度分为5个等级(1—5)，分别表示难、较难、一般、较易、容易作为衡量试题难易程度的指标。

 ③试题类型：(TEXT类型)试题类型根据考试需要可分为填空题、选择题、判断题、简答题、名词解释等多种类型。

  ④知识点：(TEXT类型)试题所属的课程相关章节，可以根据用户需求自由选择。

  ⑤基本分数：(INTEGER类型)表示该试题在试卷中的参考分值，用户可根据需要在卷面编辑时修改该分数。

  ⑥使用次数或频率：(INTEGER类型)表示该试题使用的次数或频率。

  ⑦试题内容：(MEMO类型)存储试题的具体内容。

  ⑧答案内容：(MEMO类型)存储试题的答案。

⑨录入时间：(DATE／TIME类型)用来表示试题录入的时间，以便数据的更新。

为规范试题库，在数据库中还应增加以下几种数据表，包括：科目表、课程表、试卷表、题型表、用户表、章节表、知识点等。

4.2 试题的选编和试题卡的建立

试题是题库的“细胞”，题库的质量是由题卡质量所决定的。因此，为了获得高质量的试题库，就要保证每条试题的科学性及结构信息的准确性。

试题的科学性包括：题意要明确，科学性上无争议，文字要通顺，附图要明了，试题答案应是唯一确定的。各试题中所用名称、代号、单位和文字符号等都要统一，且应尽量采用国家标准。

结构信息的准确性主要包含；知识点的精确表述、试题难度指标的确定、试题题分指标的确定等结构信息的分寸。应从多方面综合考虑来确定相关的指标。由于这些指标大多为各科教师的经验指标，故各人所定的指标有一定的差异，因此，在制定指标时，一定要有一个较详细的规范，以确定各指标的档次。这样，才可使得通用试题库中所填写的试题结构信息的基本准确。

另外由于本系统的使用对象是煤矿在职职工培训，由于煤炭行业作业地点分散，各工种的操作规程和应知应会差别较大，工种不同所掌握的学习内容也有较大差别，因此工种间的差异也是本系统考虑的重点。

基于以上考虑，我们在设计试题卡时做了大量的工作，对每一道入选试题都要反复推敲，以《煤矿安全规程》试题卡设计为例，我们在设计试题卡时主要的做法有以下几点：

①专业分类。尽量把相近的专业合并到一类中，不能分得太细。比如采煤虽然包括多种工种，但必须分到一类中，只要是在采煤面上，不管是干什么的都必须掌握采煤基础知识和基本操作，以及相关的应知应会知识。

②条款归类。《煤矿安全规程》中有准确的专业分类方案，综合部分各专业分别出题，虽然会题库中会出现重复数据，但设计时比较简单。

③组织专业人员编制试题卡及答案。并且统一标准，即试题的数量和类型必须完全一样：填空题（60题）、选择题（60题）、判断题（60题）、简答题（40题）。

④试题选编。各专业组编制的试题不能全部采用，试题能否入选试题库必须有课题组成员配合各专业组对每道试题进行严格筛选，反复推敲试题才能入选。试题能否入选，主要看以下几个指标：

a 试题在内容和层次上是否符合安全教育培训的基本要求；

b 试题是否有明确的考查目的，偏题和怪题不能入选试题库；

c 题意是否明确，科学性上不能有争议，试题答案是否是唯一确定的；

d 试题的难度指标和分值指标估计是否得当，不适当的应重新修改。

⑤试题输入数据库。被选中的试题要有专人负责输入，专人负责核对，以确保题库质量。

题库是由题卡组成的，故题库的质量是由题卡质量所决定的。因此，为了获得高质量的试题库，就要保证每张题卡的科学性及结构信息的准确性。

试题的科学性包括：叙述简练明确、名词概念准确、符号规范、统一、试题与答案正确无误。

结构信息的准确性主要包含；革退好填写能力指标、难度指标及题分指标等各结构信息的分寸。应从多方面综合考虑来确定相关的指标。由于这些指标大多为各科教师的经验指标，故各人所定的指标有一定的差异，因此，在定指标时，一定要有一个较详细的规范，以确定各指标的档次。这样，才可使得通用试题库中所填写的试题结构信息的基本准确。

5 解决的难点和主要问题

5.1 随机抽题问题

这个问题是本系统成功与否的技术关键。解决的步骤有三个：

①量化每道试题的识别代码。要对数据库中各个数据表的记录建立可以量化的字段，方法是采用对每道试题进行编号，并保证一题一号，这个编号字段是随机抽题所依赖的主索引字段，由系统自动生成；

②随机数及抽题代码的生成。利用系统的随机数生成函数直接获得从0到1的随机小数α，这个小数就是一个完全不受人为因素干扰的随机数，利用题量统计模块的统计功能得到一个题量数β, 用公式β×α，再经数字取整控制，就可得到从1到β之间的任何一个数字代码，作为随机抽题依据。

5.2 由用户根据题型随意配置题量和每题分值问题

一个灵活的试题库系统除了随机抽题外，还应具有能够根据不同课程需要对试卷中各题型的试题量和分数随意进行分配的功能。这不仅是试题库上档次的问题，更主要是能够最大限度的满足考试的需要，问题的解决方法是利用手工生成试卷模块。

5.3 在同一张试卷中不重题问题

解决方案是可以通过一个逻辑判断模块，对已经被抽取过的试题进行存储记忆，每当抽取一题时，这个模块都要与存储记忆的内容进行比对，若发现是已经被用过的试题，就放弃它，重新形成抽题代码，如此反复循环直到随机抽取到需要的试题数量为止。

 5.4 同一张试卷中不重复同一个考点问题

 解决方法是在对试题筛选时，保证同一个考点只有一道题被选中，这种方法对于小型试题库来说，可以减少程序编制的难度。

6 系统评价

①本系统设计完成后，在《煤矿安全规程》、《安全检查员》等课程考试出卷中试用，效果良好，大大减轻了出题人员的劳动强度，提高了工作效率。

②本系统同时解决了随机抽题、根据题型随意配置题量和在同一张试卷中不重题的编程技术。利用这些算法，其随机性、准确性和运算速度都有比较好的表现。

③本系统采用自顶向下的结构化程序设计方法送行设计．因此、各功能模块的增、删、改等工作可相对独立进行、有利于系统的调试和各模块功能的不断改进，系统操作界面非常友好，可操作性好．不用专门培训、只需看懂说明，按菜单提示选择。便可正确运行系统；

④本系统集科目设置、试题编辑、试卷生成、模拟显示、试卷打印、数据备份等多项功能于一体，功能全面，通用性强，可移植性好，只要稍加改动即可适用于任何考试系统中。

随着计算机技术和矿区局域网的建设，试题库和自动组卷系统业必将在安全教育培训中得到广泛的应用，考试命题的标准化、科学化、计算机化也成为安全教育培训教学改革的必然趋势。《煤矿安全培训试题库管理系统》的研制开发是我们在这方面的有益尝试，在实际使用中我们也发现了试题库管理系统还存在一定的的缺陷和不足，在今后的应用中我们将不断地进行充实和完善，以其发挥更好的作用。

作者简介：  褚庆刚   男，1963年10月出生，汉族，1986年毕业与肥城矿务局职工大学采煤专业，现任肥城矿业集团公司安监局生产处副处长、工程师。

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