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摘要 总结自动化考试系统所应包含的各种功能,进行说明,具有一定的参考价值。
关键词 自动化考试;遗传算法;组卷策略
中图分类号:G434 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2010)24-0109-02
信息技术和考试理论的日渐成熟,使得考试的技术手段和载体发生划时代的变化,考试既可在本地进行,也可在异地进行,大大拓展了考试的灵活性。而且,智能组卷系统、自动阅卷评分和试卷分析将教师从繁重的工作中解脱出来,大大提高工作效率,真正实现无纸化考试。目前已设计出很多自动化考试系统,但都存在不足之处。
自动化考试系统应包括六大功能模块:题库管理、试卷生成、在线考试、试卷评阅、统计分析与输出、系统管理。系统的逻辑结构如图1所示。所有系统功能必须通过授权才可使用,防止恶意用户侵入。后台采用日志管理功能,能够详细记录用户的操作过程。题库和成绩均采用安全的加密技术,通过解密才能取得试题和成绩,更有效地保证考试的安全性。
1 题库的建立与维护
试题库在制作方面要根据不同课程教学大纲的特点,编制不同学分题库。针对不同的情况,题库的试题可按知识点录入、按章节录入或按题型分类录入。这样既便于教师在平时选题,又便于教师对试题库进行完善,同时更便于自动组卷时把握全局。另外,每个试题要配以标准答案及参考评分标准,并参照解答过程制作试题分析卡与之链接。试题分析卡包括题目类型、考核内容及深度、题目综合难度级别等项,这样在组卷中可参照选中题目的所有分析卡,对试卷作出综合评价。
题库要完全开放,任何一门科目都可以自由、安全和可靠地进行题库的管理,方便快捷地制作和编辑试题。要设计人性化的题库管理工具、题干模板、试题统计、题库资源结构,最大限度地减少教师工作量,使出题更有效准确。还要具备详细的查询条件,可按难度、图片数、章节、包含文本等多条件查询,使教师管理题库更加轻松。
2 考试方式
根据考生备考的实际需求,考试方式分成在线练习、自测、考试等3种。根据现代考试理论,考试模式分成普通考试和自适应测试2种。普通考试以经典测试理论为依据,不同考生回答相同数量和难度的题目,并据此来比较和评判不同考生的分数高低和水平优劣。计算机自适应试卷的自动生成测试是以“题目反应理论”(Item Response Theory)为主要依据,从题库中随机抽取与考生实际水平和能力相当的试题,试题的数量和难度自动适应不同考生的具体情况,进行智能组卷,供考生答题并进行能力评估。
3 试卷生成
利用计算机建立试题库,实现计算机自动选题、组卷,是实现考试规范化、科学化的重要措施,更是实现考教分离的一个重要手段。自动化考试系统的自动组卷的效率与质量完全取决于抽题算法的设计,常用算法有随机选取法、回溯试探法、遗传算法。
随机选取法就是不断生成题库中的试题总数之间的随机数,然后到数据库中读取这条记录,直到满足考试的试题量为止。随机选取法的缺点是抽取试题如果是在题库中题量不多的情况下,很容易在数据库中读取重复的试题,组卷成功率低。
回溯试探法是将随机选取法产生的每一状态类型记录下来,当搜索失败时变换一种新的状态类型进行试探,通过不断的回溯试探直到试卷生成完毕或退回出发点为止。但是在具体应用时会发现,这种算法对内存的占用量很大,程序结构相对比较复杂,而且选取试题缺乏随机性,组卷时间长,因此它也不是一种很好的用来自动组卷的算法。
遗传算法是一种并行的、能够有效优化的算法,其实质就是一种把自然界有机体的优胜劣汰的自然选择、适者生存的进化机制与同一群体中个体与个体间的随机信息交换机制相结合的搜索算法。运用遗传算法求解问题,首先需将所要求解的问题表示成二进制编码,然后根据环境进行不断的所谓“生存选择”,最后收敛到一个最适应环境条件的个体上,得到问题的最优解。
实际选题时可利用遗传算法的全局寻优和收敛速度快的特点,结合随机选取法和回溯试探法的优点,设计用于自动组卷的好的算法,使自动组卷的成功率和速度都可得到明显的提高。要使自动出题的误差精度和收敛速度进一步得到改进,还需要做出更深的研究。
4 试卷的批阅
目前自动阅卷已经能很好地完成对常见客观试题的自动批阅工作,但试卷主观题的自动批阅对于大规模的考试来说意义非常重大,涉及计算机领域的人工智能、模式识别以及自然语言理解等方面的理论和知识。设计出来的自动化考试系统要分析主观题人工阅卷的思维习惯,根据模糊数学中贴近度理论和单向贴近度的理论,来完成靠一个关键字匹配和关键字贴近度匹配相结合的主观题自动评分的算法,从而真正减轻阅卷的工作量。
5 手工阅卷等
自动化考试系统可提供用来辅助判分的人工评卷工具,通过手工阅卷方式对考生试卷进行判分,可在系统不能对主观题很好评分的情况下使用,是对系统自动判分的有益补充。
进行人工评卷的用户,成功登录系统后,系统应能显示出评阅教师的姓名和所有完成考试的试卷列表。试卷列表中包括未批阅的试卷和已经批阅过的试卷,根据试卷编号、考试科目、试卷状态等条件筛选出符合要求的试卷进行批阅。为了防止在评阅试卷的过程中出现作弊的现象,须在整个评阅试卷的过程中隐藏考生的信息,人工评卷后的成绩要显示在考生信息的人工评卷选项中。
6 统计分析
系统的统计管理功能除了要处理数据库中当前考生成绩和数据库备份考生成绩外,还要对导入的考生文件进行统计,产生分析报表,扩展统计管理的使用范围。支持Excel导出功能,允许对公式进行手工调整。同时可以对多次考试进行横向或纵向的对比统计,充分显示有关信息,进而了解学生对不同知识点的掌握情况,全面反映教学效果,为改进教学作参考。
本文总结自动化考试系统所应包含的各种功能,进行说明,具有一定的参考价值。一个自动化考试系统只有结合上述方面,才是一个功能完善的考试系统。
参考文献
[1]程艳.计算机自适应考试的理论模型研究[J].计算机与现代化,2006,133(9):24-27
[2]王宇颖,侯爽.题库系统试卷自动生成算法研究[J].哈尔滨工业大学学报,2003,35(3):342-346
[3]文娴.试题库系统智能组卷与试卷分析的研究[D].湖南师范大学,2007
[4]田艳.翻译网上自动评分初探[J].中国科技翻译,2008(1):33-35
关键词 自动化考试;遗传算法;组卷策略
中图分类号:G434 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2010)24-0109-02
信息技术和考试理论的日渐成熟,使得考试的技术手段和载体发生划时代的变化,考试既可在本地进行,也可在异地进行,大大拓展了考试的灵活性。而且,智能组卷系统、自动阅卷评分和试卷分析将教师从繁重的工作中解脱出来,大大提高工作效率,真正实现无纸化考试。目前已设计出很多自动化考试系统,但都存在不足之处。
自动化考试系统应包括六大功能模块:题库管理、试卷生成、在线考试、试卷评阅、统计分析与输出、系统管理。系统的逻辑结构如图1所示。所有系统功能必须通过授权才可使用,防止恶意用户侵入。后台采用日志管理功能,能够详细记录用户的操作过程。题库和成绩均采用安全的加密技术,通过解密才能取得试题和成绩,更有效地保证考试的安全性。
1 题库的建立与维护
试题库在制作方面要根据不同课程教学大纲的特点,编制不同学分题库。针对不同的情况,题库的试题可按知识点录入、按章节录入或按题型分类录入。这样既便于教师在平时选题,又便于教师对试题库进行完善,同时更便于自动组卷时把握全局。另外,每个试题要配以标准答案及参考评分标准,并参照解答过程制作试题分析卡与之链接。试题分析卡包括题目类型、考核内容及深度、题目综合难度级别等项,这样在组卷中可参照选中题目的所有分析卡,对试卷作出综合评价。
题库要完全开放,任何一门科目都可以自由、安全和可靠地进行题库的管理,方便快捷地制作和编辑试题。要设计人性化的题库管理工具、题干模板、试题统计、题库资源结构,最大限度地减少教师工作量,使出题更有效准确。还要具备详细的查询条件,可按难度、图片数、章节、包含文本等多条件查询,使教师管理题库更加轻松。
2 考试方式
根据考生备考的实际需求,考试方式分成在线练习、自测、考试等3种。根据现代考试理论,考试模式分成普通考试和自适应测试2种。普通考试以经典测试理论为依据,不同考生回答相同数量和难度的题目,并据此来比较和评判不同考生的分数高低和水平优劣。计算机自适应试卷的自动生成测试是以“题目反应理论”(Item Response Theory)为主要依据,从题库中随机抽取与考生实际水平和能力相当的试题,试题的数量和难度自动适应不同考生的具体情况,进行智能组卷,供考生答题并进行能力评估。
3 试卷生成
利用计算机建立试题库,实现计算机自动选题、组卷,是实现考试规范化、科学化的重要措施,更是实现考教分离的一个重要手段。自动化考试系统的自动组卷的效率与质量完全取决于抽题算法的设计,常用算法有随机选取法、回溯试探法、遗传算法。
随机选取法就是不断生成题库中的试题总数之间的随机数,然后到数据库中读取这条记录,直到满足考试的试题量为止。随机选取法的缺点是抽取试题如果是在题库中题量不多的情况下,很容易在数据库中读取重复的试题,组卷成功率低。
回溯试探法是将随机选取法产生的每一状态类型记录下来,当搜索失败时变换一种新的状态类型进行试探,通过不断的回溯试探直到试卷生成完毕或退回出发点为止。但是在具体应用时会发现,这种算法对内存的占用量很大,程序结构相对比较复杂,而且选取试题缺乏随机性,组卷时间长,因此它也不是一种很好的用来自动组卷的算法。
遗传算法是一种并行的、能够有效优化的算法,其实质就是一种把自然界有机体的优胜劣汰的自然选择、适者生存的进化机制与同一群体中个体与个体间的随机信息交换机制相结合的搜索算法。运用遗传算法求解问题,首先需将所要求解的问题表示成二进制编码,然后根据环境进行不断的所谓“生存选择”,最后收敛到一个最适应环境条件的个体上,得到问题的最优解。
实际选题时可利用遗传算法的全局寻优和收敛速度快的特点,结合随机选取法和回溯试探法的优点,设计用于自动组卷的好的算法,使自动组卷的成功率和速度都可得到明显的提高。要使自动出题的误差精度和收敛速度进一步得到改进,还需要做出更深的研究。
4 试卷的批阅
目前自动阅卷已经能很好地完成对常见客观试题的自动批阅工作,但试卷主观题的自动批阅对于大规模的考试来说意义非常重大,涉及计算机领域的人工智能、模式识别以及自然语言理解等方面的理论和知识。设计出来的自动化考试系统要分析主观题人工阅卷的思维习惯,根据模糊数学中贴近度理论和单向贴近度的理论,来完成靠一个关键字匹配和关键字贴近度匹配相结合的主观题自动评分的算法,从而真正减轻阅卷的工作量。
5 手工阅卷等
自动化考试系统可提供用来辅助判分的人工评卷工具,通过手工阅卷方式对考生试卷进行判分,可在系统不能对主观题很好评分的情况下使用,是对系统自动判分的有益补充。
进行人工评卷的用户,成功登录系统后,系统应能显示出评阅教师的姓名和所有完成考试的试卷列表。试卷列表中包括未批阅的试卷和已经批阅过的试卷,根据试卷编号、考试科目、试卷状态等条件筛选出符合要求的试卷进行批阅。为了防止在评阅试卷的过程中出现作弊的现象,须在整个评阅试卷的过程中隐藏考生的信息,人工评卷后的成绩要显示在考生信息的人工评卷选项中。
6 统计分析
系统的统计管理功能除了要处理数据库中当前考生成绩和数据库备份考生成绩外,还要对导入的考生文件进行统计,产生分析报表,扩展统计管理的使用范围。支持Excel导出功能,允许对公式进行手工调整。同时可以对多次考试进行横向或纵向的对比统计,充分显示有关信息,进而了解学生对不同知识点的掌握情况,全面反映教学效果,为改进教学作参考。
本文总结自动化考试系统所应包含的各种功能,进行说明,具有一定的参考价值。一个自动化考试系统只有结合上述方面,才是一个功能完善的考试系统。
参考文献
[1]程艳.计算机自适应考试的理论模型研究[J].计算机与现代化,2006,133(9):24-27
[2]王宇颖,侯爽.题库系统试卷自动生成算法研究[J].哈尔滨工业大学学报,2003,35(3):342-346
[3]文娴.试题库系统智能组卷与试卷分析的研究[D].湖南师范大学,2007
[4]田艳.翻译网上自动评分初探[J].中国科技翻译,2008(1):33-35