醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索課程在線考試系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用分析

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我國高校的“醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索”課程始于20世紀(jì)80年代末[1]，其主要的目的是提高醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的信息素養(yǎng)，即提高個(gè)人認(rèn)識(shí)到何時(shí)需要信息，有效地搜索、評(píng)價(jià)和使用所需信息的能力[2]?？荚囀菣z驗(yàn)教學(xué)效果和評(píng)價(jià)教學(xué)質(zhì)量的重要手段[3]，各醫(yī)學(xué)院校采取不同的方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行考核，包括筆試、撰寫綜述或調(diào)研報(bào)告等，有的醫(yī)學(xué)院校采用筆試和上機(jī)操作相結(jié)合的方式[4]。但這些考試形式主觀性太強(qiáng)且效率低下，復(fù)制論文和抄襲作業(yè)的現(xiàn)象嚴(yán)重，教師難以客觀、公正地考查學(xué)生實(shí)際的文獻(xiàn)檢索能力。

在線考試系統(tǒng)的成功開發(fā)不僅能減少教師繁雜重復(fù)的工作，還能高效、客觀、公正地評(píng)價(jià)學(xué)生獲取文獻(xiàn)的能力。

1 系統(tǒng)功能

醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索在線考試系統(tǒng)是一個(gè)多語言、易用的用于創(chuàng)建、管理多課程在線測(cè)驗(yàn)的軟件平臺(tái)，可測(cè)驗(yàn)題型主要包括單項(xiàng)選擇、多項(xiàng)選擇、判斷題等客觀題。其功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索課程在線考試系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

1.1 用戶管理

包含增加和管理用戶，選擇和顯示當(dāng)前在線用戶；允許注冊(cè)用戶，獲取訪問系統(tǒng)公共區(qū)域權(quán)限，進(jìn)行測(cè)試；指派不同權(quán)限、不同系統(tǒng)功能給用戶，通過IP限制非法訪問。

1.2 登錄管理

包括考生登錄管理和管理員登錄?？忌卿洠嚎忌荚嚂r(shí)輸入用戶名和密碼，考生的用戶名設(shè)置為學(xué)號(hào)，密碼設(shè)置為身份證上生日(8位)；管理員登錄：管理員登錄時(shí)輸入登錄名和設(shè)置密碼，可查看系統(tǒng)前臺(tái)和管理后臺(tái)。

1.3 題庫編輯

各任課老師可根據(jù)大綱要求和課堂對(duì)學(xué)生的要求編制試題，其中實(shí)踐操作題占較大比重，形成CSV格式文件導(dǎo)入試題庫，可以進(jìn)行增刪改，并可以在列表查看全部試題。

1.4 自動(dòng)組卷

可根據(jù)考試大綱要求從題庫中抽取不同章節(jié)的考試試題，設(shè)置題目類型、難度系數(shù)。

1.5 隨機(jī)抽題

考生登錄在線考試系統(tǒng)后系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)組卷要求隨機(jī)抽題，使每個(gè)考生的題目不盡相同，有效地防止學(xué)生相互抄襲、作弊。

1.6 在線考試

隨機(jī)抽題成功后考生進(jìn)行在線考試，做過的每道題用藍(lán)色進(jìn)行標(biāo)注，考生可以回看。每道題下面會(huì)提供需使用到的館內(nèi)外數(shù)據(jù)庫資源鏈接，供考生訪問相關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行文獻(xiàn)查找。每次考試時(shí)間設(shè)定一般為90分鐘或120分鐘，采用倒計(jì)時(shí)提示考生剩余答題時(shí)間，以便考生把握考試時(shí)間。

1.7 試卷自動(dòng)提交

系統(tǒng)采用即時(shí)保存的形式，即運(yùn)用JQuery響應(yīng)保存考生的點(diǎn)擊至考試服務(wù)器，避免考生端故障而遺失考生答卷。出現(xiàn)意外，考生再次登錄時(shí)可繼續(xù)作答，時(shí)間截止，試卷終止。

1.8 自動(dòng)閱卷

系統(tǒng)會(huì)根據(jù)導(dǎo)入的試題和答案，自動(dòng)批改試卷，對(duì)錯(cuò)誤試題進(jìn)行標(biāo)注，并給出測(cè)試起止時(shí)間、正確率和在線考試分?jǐn)?shù)。

1.9 導(dǎo)出成績

系統(tǒng)可根據(jù)不同班級(jí)導(dǎo)出考生姓名、學(xué)號(hào)、成績等，也可將全部班級(jí)導(dǎo)出，便于教師對(duì)學(xué)生成績進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析?？梢酝ㄟ^學(xué)號(hào)、姓名查閱單個(gè)考生成績，并調(diào)出考生試卷，查看考生在線考試的整體情況。

1.10 成績分析

系統(tǒng)可對(duì)各班級(jí)或全部班級(jí)進(jìn)行成績分析，包括總體通過率、不同班級(jí)通過率、不同分?jǐn)?shù)段的得分率，每道題的得分率，生成成績的總體分布圖。

2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與工具

利用Zend Studio開發(fā)工具，采用MYSQL數(shù)據(jù)庫搭建，利用PHP編程語言基于WEB服務(wù)器創(chuàng)建。在線考試系統(tǒng)見表1。

表1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與工具

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在線考試系統(tǒng)采用的是由數(shù)據(jù)層、功能層、表示層組成的3層結(jié)構(gòu)模型[9]。數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)的核心層，主要包括題庫、試卷庫、用戶庫，為功能層提供數(shù)據(jù)支持；功能層體現(xiàn)了考試系統(tǒng)的邏輯事物，包括試卷維護(hù)、組卷、抽題、在線考試、自動(dòng)提交、自動(dòng)閱卷、成績分析等；表示層是一個(gè)接收數(shù)據(jù)的容器，為學(xué)生、教師、管理員等用戶提供標(biāo)準(zhǔn)、友好的界面(圖2)。

圖2 醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索在線考試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4 系統(tǒng)的運(yùn)行與優(yōu)化

2014年，系統(tǒng)開發(fā)完成后，開始在臨床、影像等醫(yī)學(xué)本科專業(yè)“醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索”課程實(shí)行上機(jī)考試，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，并圓滿完成考試任務(wù)。同年開始在全校所有本科專業(yè)“醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索”課程實(shí)行上機(jī)考試，順利完成考試任務(wù)?？荚嚱缑嫒鐖D3所示。

“醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索”在線考試系統(tǒng)自2014年在醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索課程考試實(shí)踐后，經(jīng)過簡單修改和適配，順利承擔(dān)了信息學(xué)教研室、校黨委組織部(黨校)、實(shí)驗(yàn)中心等多個(gè)部門上百次考試任務(wù)。為提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率，我們從服務(wù)器設(shè)置、軟件代碼優(yōu)化和考試數(shù)據(jù)分析3方面對(duì)考試系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化和完善。

4.1 服務(wù)器設(shè)置

應(yīng)用服務(wù)器最終采用centOS-7.2.1511，數(shù)據(jù)庫采用MariaDB-10.1.17，WEB服務(wù)器采用Apache-2.4.23，PHP解釋器采用PHP-5.6.25。為保證PHP腳本運(yùn)行的安全性，禁用了“passthru”“exec”“system”“chroot”“chgrp”“chown”“proc_open”“proc_get_status”“ini_alter”“ini_restore”等函數(shù)?？荚囅到y(tǒng)在隨機(jī)抽題過程中，要占用較大內(nèi)存，因此將“memory_limit”設(shè)置為“128MB”。為保證數(shù)據(jù)分析等耗時(shí)程序的正常運(yùn)行，將“max_execution_time”設(shè)置為“300(秒)”。

圖3 學(xué)生端考試界面

4.2 軟件代碼優(yōu)化

為提高代碼執(zhí)行效率，在程序的循環(huán)次數(shù)、迭代次數(shù)和查詢語句方面進(jìn)行了優(yōu)化。如將相關(guān)的試題管理、試卷管理、考生管理運(yùn)用“類”將其模塊化，定義相關(guān)方法對(duì)對(duì)象進(jìn)行管理。同時(shí)重寫了查詢語句，提高了部分查詢語句的查詢速度。

4.3 考試數(shù)據(jù)分析

在線考試系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確記錄考生過程數(shù)據(jù)。利用上述數(shù)據(jù)，借助開發(fā)的考試數(shù)據(jù)分析程序，可以對(duì)考試過程和結(jié)果進(jìn)行深度分析。如對(duì)考生每道題的答題時(shí)間與考試得分情況進(jìn)行可視化分析(圖4)。

通過以上不斷完善與優(yōu)化，目前在線考試系統(tǒng)高效、有序運(yùn)行，極大地節(jié)省了教師的閱卷時(shí)間。

圖4 單份試卷數(shù)據(jù)分析圖例

5 系統(tǒng)應(yīng)用效果分析

為考察在線考試系統(tǒng)的有效性，我們抽取2013-2017年的試卷進(jìn)行了深入分析。其中2013年的“醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索”期末考試是最后一次全專業(yè)筆試，2014年采用的是機(jī)考考試數(shù)據(jù)(該年份為過渡期，大部分專業(yè)采用的是機(jī)考)，2015-2017年全部為上機(jī)考試。

5.1 應(yīng)用在線考試系統(tǒng)前后學(xué)生成績對(duì)比分析

根據(jù)2013-2017年的考試成績，對(duì)各年度成績的極值、均值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，具體如圖5所示。

圖5 2013-2017年學(xué)生考試成績基本統(tǒng)計(jì)值分析

從圖6可以看出，筆試年份與機(jī)考年份相比，最高分、平均分和標(biāo)準(zhǔn)差變化不大，最低分逐漸提高，方差總體上呈降低趨勢(shì)，說明應(yīng)用考試系統(tǒng)和優(yōu)化，考試系統(tǒng)題庫后，學(xué)生成績分布趨于穩(wěn)定。上述各條線雖有小幅波動(dòng)，但都較為平穩(wěn)。因此本次“醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索”課程機(jī)考系統(tǒng)的實(shí)施過程，實(shí)現(xiàn)了筆試向機(jī)考的平穩(wěn)過渡，成功代替了傳統(tǒng)筆試。

5.2 應(yīng)用在線考試系統(tǒng)后不同專業(yè)學(xué)生成績對(duì)比

為找出考試系統(tǒng)對(duì)不同專業(yè)學(xué)生的影響，我們對(duì)2017年不同專業(yè)學(xué)生考試成績進(jìn)行了散點(diǎn)圖比較分析(圖6)。

如圖6所示，臨床專業(yè)學(xué)生成績較為分散，信管專業(yè)學(xué)生成績較為集中；與2016年相比，2017年考試成績整體向上方移動(dòng)。究其原因有兩方面：一方面是臨床醫(yī)學(xué)學(xué)生人數(shù)較多，部分學(xué)生對(duì)醫(yī)學(xué)信息的檢索掌握較好；信息檢索本應(yīng)是信管專業(yè)的強(qiáng)項(xiàng)，然而信管專業(yè)學(xué)生缺乏醫(yī)學(xué)知識(shí)，對(duì)醫(yī)學(xué)專業(yè)術(shù)語的理解沒有醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)深刻，導(dǎo)致信管專業(yè)學(xué)生在考試過程中能夠操作各種數(shù)據(jù)庫，但應(yīng)用效果上不如醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生。另一方面，2017年，我們對(duì)題庫進(jìn)行了維護(hù)，修正了部分錯(cuò)題、增加了大量操作試題。通過考察對(duì)數(shù)據(jù)庫的實(shí)際操作反映學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的掌握情況，這種由考察理論知識(shí)到應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的考試方式轉(zhuǎn)變，受到學(xué)生的普遍歡迎，提高了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索課程的興趣。

圖6 2016/2017年分專業(yè)學(xué)生期末成績比較

5.3 應(yīng)用系統(tǒng)后學(xué)生考試用時(shí)與考試成績的對(duì)比

在線考試系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)學(xué)生從抽到試題直至交卷所用的時(shí)間，依據(jù)該時(shí)間可以測(cè)算考試的合理用時(shí)。我們對(duì)2017年期末考試的考試用時(shí)與成績進(jìn)行了分析(圖7)。

圖7 2017年考試用時(shí)與成績對(duì)比

本次在線考試的時(shí)限為90分鐘(即5 400秒)，考生可以提前交卷?？忌魶]有提前交卷，系統(tǒng)將會(huì)在該考生開始答題90分鐘后自動(dòng)交卷。從圖8可以看出，在2 000秒以內(nèi)交卷的考生的成績普遍不高，用時(shí)在5 000秒左右的考生的成績最高。由于“醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索”在線考試涉及數(shù)據(jù)庫操作，由于PubMed數(shù)據(jù)庫訪問速度較慢，是考生消耗大量時(shí)間的主要原因。

5.4 應(yīng)用系統(tǒng)后學(xué)生平時(shí)成績與考試成績的對(duì)比

學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告是在無監(jiān)督下完成的，而在線考試是在完全監(jiān)督下進(jìn)行的。因此對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績、考試成績的分析，從某一方面可以反映學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度。實(shí)驗(yàn)成績與考試成績的對(duì)比分析如圖8所示。

根據(jù)圖8的散點(diǎn)圖顯示，一部分實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績很高的考生，在期末考試中成績并不理想。原因主要是無監(jiān)督下的學(xué)習(xí)，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)熱情，照著教學(xué)視頻操作，甚至抄襲其他學(xué)生的作業(yè)，他們并沒有思考相關(guān)知識(shí)和數(shù)據(jù)庫的操作過程。同時(shí)也說明實(shí)驗(yàn)課教學(xué)和考核方法仍然需要改進(jìn)，這也正是我們下一步工作的方向。

圖8 2018年實(shí)驗(yàn)-期末成績分布

6 結(jié)語

“醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索”在線考試系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)筆試向上機(jī)考試的平穩(wěn)過渡，減輕了教師的閱卷壓力，能夠從考試中獲取更多的信息以促進(jìn)教學(xué)改革。同時(shí)在線考試系統(tǒng)的實(shí)施也反映出一些問題，如學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)、實(shí)踐操作能力較低等。我們將進(jìn)一步完善該系統(tǒng)，擬建立“醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)檢索課程計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)”管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容與考核的在線化；優(yōu)化UI設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生更好地掌握醫(yī)學(xué)信息的檢索與利用。