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标准化机试系统的开发与拓展


□ 何 维

  摘要:本文结合自己多年开发标准化机试系统的经验,详细阐述常用机试系统的原理、缺陷,提出改进方法及新的解决方案,并在已有基础上,设计出更加科学实用的系统,发展并拓宽现有考试系统的应用范围。最后给出无相邻重复的随机抽题算法,以确保随机抽题的公正性。
  关键词:机试系统;连通图着色;随机抽题
  中图分类号:TP27 文献标识码:A
  
  在我国高等教育体制中,计算机教育一直被摆在重点位置。几乎所有高等院校的所有专业都至少开设有一门计算机课程。“计算机文化基础”(以下简称“计文”)或相关课程是必不可少的。工科专业一般开设有C/C++、Java程序设计,文科会学习VB、VFP等。
  有教学过程就必然要有科学规范的评价机制。计算机课程的教学评价一般通过笔试和机试两种方式进行。作为非常注重培养实践能力的学科,机试加笔试显然比单纯笔试更加适合计算机课程教学。笔试可以胜任像C/C++、Java代码编程和计算机原理概念的考查。但像计算机操作水平或VC、VB可视化编程等,就只能通过机试才可得到真正科学的评判。
  本文所探讨的机试,专指编程或计算机操作类机考,不涉及用机考代替笔试的无纸化考试。以下将针对机试系统开发与技术创新等问题进行讨论。
  
  1 常用标准化机试系统的原理、缺陷及改进
  
  标准化机试系统常采用以下两种原理实现:
  
  1.1 截屏法
  截屏法的原理较为简单。考生面对的不是真正的软件界面,而是静态的截图界面。在每个静态截图的相应位置设置热点区,比如活动的菜单、按钮、工具栏等。每一屏的输出结果是唯一的。如果考生根据考题要求,点击了当前正确的热点区,则认为操作正确,屏幕将立刻显示下一截屏。否则,系统停在此屏,等待考生正确点击。如果考生放弃此题或中途交卷,系统会根据考生最终到达了该题的哪一步来给出相应得分。
  例如,在Visual Basic窗体中设计一个“退出”按钮,功能是点击按钮后窗体退出:
  
  上图中每一个方块代表一个屏。截屏法用屏幕的变化来模拟真实的软件环境,但同时产生了路径唯一性问题。考生只有点击了正确的区域,或者输入正确的命令后才可进入下一屏。这与真实的软件环境差距甚远。考生在不了解考题意图的情况下,会感觉无所适从。加上软件中能够实现同一功能的操作有多种,而每个人的操作习惯又不可能完全一样,这都影响了截屏式系统的通用性。比如上述图例中第三步“查看代码”,还可用菜单操作和右键操作实现,但考生只有点击了“查看代码”按钮后才能进行下一步。
  要想提高题目的通用性,必须通过在实现同一功能的所有区域设置热点来改进。但考题设置的工作量也随之加大,同时很难顾及到点击或输入错误时的软件变化。
  截屏法的技术含量不高,对系统的要求较低,并且没有软件环境的限制。其最大优势在于能架设在B/S(浏览器/服务器)模式上。因为浏览器中很难包含真正的软件环境,而截屏法规避了这一难点。
  
  1.2 文件比较法
  文件比较法以真实的软件作考试环境,并且要事先做好标准答案文件,因而一般架构在C/S(客户端/服务器)模式上。考生通过操作相应软件生成或修改考题所要求的文件。考试完毕后。系统将考生做的文件与标答文件详细对照。如果对照一致,则给出相应得分。
  对于C/C++、Java一类代码编程的考试,只需要对考生源程序和标答源程序做逐行扫描,根据对比源程序字符来判分。同一功能可能还有多种写法,都应设置在标准答案中。如果是纯粹的函数编写,应设置输出结果文件。通过比较输出的结论评分。
  这种忽略操作过程、分析结论评分的方法比截屏法更加客观公正,能够检验考生真实的计算机操作和编程水平。考试系统完善之后,考题就十分容易设置和变化。
  国内高校中开设VFP数据库课程的专业较多。下面以VFP机试系统为例,说明文件比较法机试系统的开发与关键技术的实现:
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