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基于試題庫的試卷管理和自動排版系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)
基于試題庫的試卷管理和自動排版系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)河南省駐馬店市新蔡縣教研室 楊 楊
【摘 要】在當前的校本建設(shè)和教學教研中，考試管理一直都是一項壓力巨大的工作。每學期各種考試，從組織出卷到試卷的印制及試卷的管理等工作都非常繁瑣，這種組織管理方式不僅工作任務繁重而且試卷的標準化程度、難易程度、題量大小等各方面難以控制，難以形成有效的資源積累，給試題和試卷的管理帶來很多問題和困難。鑒于這種情況，利用計算機進行試卷的自動生成并逐步積累形成有效的試題庫，對試題和試卷的管理將變的高效而便捷，對提高工作效率，使試卷管理逐步走向正規(guī)化自動化將起到十分重要的作用。
【關(guān)鍵詞】試題庫；自動排版；引擎
一、實現(xiàn)目標
盡力適配各學科各階段的各種題型，極力減少限制。
廣大普通教師在不經(jīng)過或只經(jīng)過極少量培訓的情況，能夠便捷的往系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫里錄入試題。
能夠依據(jù)較高顆粒度的設(shè)置自動生成規(guī)范的、直接可用的試卷和對應答案，甚至可以導出試題答題分離卷，自動產(chǎn)生機讀卡等。
二、技術(shù)難點說明
目前此系統(tǒng)難以實現(xiàn)的主要原因是沒有一個針對試卷的排版引擎，商業(yè)的排版軟件或者不夠開放，或者限制太多無法適用。因為在試卷排版中要不斷的檢查各個塊區(qū)所占的空間，微調(diào)各個間隔以使試題適應整個頁面，而現(xiàn)有的排版引擎基本無法做到。經(jīng)過分析總結(jié)，盡管難度極大，我認為自己重寫一個專門針對試卷的排版引擎對此系統(tǒng)來說是必要的。
另一個難點是數(shù)學公式的處理，情況和排版引擎類似，商業(yè)公式軟件限制太多，無法取用；js版的公式編輯器瀏覽器要求太高、不夠美觀、限制較多；開放的Tex系統(tǒng)太龐大繁雜，因為公式編輯直接面向廣大普通教師，Tex的部署和學習成本都沒有可行性，所以也得自己寫一個公式系統(tǒng)。
三、系統(tǒng)分塊
1.整體設(shè)計和數(shù)據(jù)模型
管理單位給有資格錄入試題的人員提供賬戶→設(shè)置賬戶的權(quán)限（學科、學段等）→錄入人員進入系統(tǒng)錄入試題（等待審核）→管理單位專設(shè)審核人員對新錄入未審核的試題進行審核（審核通過）→試題正式入庫。
此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型較簡單：
人員：用戶名、密碼、權(quán)限類型（錄入人員或?qū)徍巳藛T）、學科、學段。
試題：人員（連接到人員）、教材版本、年級、學期、學期階段（一般分為4個月）、難度等級、學科、題干、圖片路徑。
試題模式：試題（連接到試題）、題型、答案試題和試題模式為一對多的關(guān)系，這樣的設(shè)計可以提供單一題干有多種題型的功能，而且避免了一張試卷內(nèi)抽到了不同題型的同一問題的可能性。
2.試題錄入模塊
考慮到廣大普通教師的計算機水平，能做到無部署直接使用是最好的效果，所以技術(shù)平臺選擇html+js.
錄入人員打開瀏覽器進入系統(tǒng)后可以看到自己的試題以及審核狀態(tài)，還可以刪除或編輯試題等。
新建試題時，需要選擇教材版本、選擇年級、選擇學期、選擇學期階段、選擇難度等級，選擇題型，在題干里輸入試題，圖片上傳是可選的。
這里的設(shè)計為：題干區(qū)域輸入的信息里包含各種題型的特殊的替換符（公式表達式也為替換符），在編輯停止3秒后，頁面會在下面提供和題型對應的正式的試題預覽，保存后，這個試題就有了題干和一個默認的試題模式。
3.試題審核模塊
此模塊技術(shù)難度較低，依然是選擇html+js.
審核人員可以在這里進行對應學科的試題審核，決定試題是否進入試題庫，也可以修改試題的難度等級。
4.試卷生成程序
此模塊功能集中復雜，要求較高，所以選擇。net平臺，使用wpf技術(shù)實現(xiàn)。
進入此程序，選擇新建一張試卷，選擇年級、學科、版本、學期、學期階段，難度系數(shù)，單面\雙面，填寫考試名稱，總分，點擊下一步。
下面可以詳細設(shè)定各種題型所占比例，分數(shù)，點擊下一步。
程序開始根據(jù)設(shè)置從試題庫中隨機抽取符合條件的試題，調(diào)用排版引擎進行排版，最后輸出試卷。
四、排版引擎和公式系統(tǒng)的實現(xiàn)
1.排版引擎
此排版引擎的核心工作在于測算各級模塊所占的空間，估算撐滿考卷需要的調(diào)整。
以下間隔都有默認值和最小值，最小值是在不影響版面美觀的前提下可以調(diào)整的極限。
字符級：字符，字符右有間隔；
行級：包含字符級，行下有間隔；行首有標點符號會進行特殊處理；
段級：包含行級，段下有間隔；如果最后一個行只多出2個字符，上面還有足夠的完整行，則緊縮上面行的字符級間隔，把這2個字符提上去，省下一行。
塊級：包含段級，圖片等，一個塊裝下一道試題，不包含試題留白，塊無間隔；塊級需要做很多特殊的處理，比如說檢測本道題圖片較小，塊級處理就會把段級寬度縮小，讓圖片和文字并列擺放；如果題目較短又需要留白（如計算題），就把多個塊級橫著并排擺放，等。
引擎接收到試題數(shù)據(jù)開始按默認間隔開始排版：
（1）單頁設(shè)置
如果是語文或英語學科，直接把剩下空白繪制作文紙，然后再加一頁作文紙。
如果是其他學科，最后一頁內(nèi)容少于半頁，則逐級緊縮間隔：
*先計算段級間隔和行級間隔之和，除最后半頁的高度，獲得一個比例值，段級和行級按這個比例值進行緊縮，如果段級或行級的間隔值小于了自身的最小值，則認定不可緊縮處理，直接放大段級間隔撐滿最后一頁。
如果最后一頁內(nèi)容多于半頁，直接做撐滿處理。
�。�2）雙頁
如果是語文或英語學科，結(jié)果是奇數(shù)頁的，按*做緊縮處理，盡量多繪制一部分作文紙，后面再添加一張作文紙，湊夠偶數(shù)頁。
如果是其他學科，結(jié)果是奇數(shù)頁的，按*做緊縮處理，如果緊縮處理失敗，再把段級和行級間隔直接縮到最小值，計算出差，再犧牲一部分問答題或計算題等大留白的試題的留白，把最后一頁擠到前面頁；偶數(shù)頁的則接放大段級間隔撐滿最后一頁。
2.公式編輯器
公式編輯器的難點在于表達式分析和公式圖形的繪制，對這兩點我采取的是使用Tex的語法和樣式標準。但Tex的語法復雜，不易學習，分析器也不易實現(xiàn)，目前我只用正則表達式實現(xiàn)了初中階段內(nèi)簡單公式的表達式分析，效率很低。我正在考慮重新設(shè)計一種較簡單、易于學習的表達式語法，以方便實現(xiàn)和廣大教師學習使用。
五、小結(jié)
雖然目前系統(tǒng)還在試做階段，但在實現(xiàn)過程中已經(jīng)獲取了足夠的經(jīng)驗和心得，幾大技術(shù)難點已獲得了突破，架構(gòu)上也已基本穩(wěn)定，以后只需逐步完善功能、排錯、提高通用性和擴展性。相信此系統(tǒng)完善之時，必定能為各個教育機構(gòu)的校本建設(shè)和教學教研提供很多便宜。
【參考文獻】
[1]C#、WinForm、WPF、。net （http://www.panasonaic.com）
[2]html/css、JavaScript、jQuery
[3]Tex
【基于試題庫的試卷管理和自動排版系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)】相關(guān)文章：
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