在线考试系统的组卷策略及算法

率， 与此同时也提高了考试的质量， 从而使考试更趋于公正、 客 观， 更加激发学生的学习兴趣。 然而， 一个非常重要的课题是怎 样在已生成的题库中自动生成满足教学和教师需求的试卷， 也 就是说组卷策略的优劣直接关系着考试系统的优劣。
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组卷问题的数学模型
1.1 试卷结构
试卷一般包括客观题 （判断题、 单选题或多选题 ） 和主观题 （填空题、 短文字题或长文字题 ） ， 即一套试卷包括若干大题， 每 道大题包含若干小题。 1.2 试题结构
m 道题的试卷就是从试题库中抽取 m 道题， 组成一个 m×6 的 矩阵， 矩阵中的每一列代表一个属性， 每一行代表一道题。
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a11 a12 a13 a14 a15 a16 a21 a22 a23 a24 a25 a26
S= a31 a32 a33 a34 a35 a36
...................................................
am1 am2 am3 am4 am5 am6
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即该矩阵应满足以下相应的约束条件：
题型： 试题的题型。按照现代教育理论对于考试的客观性
填空题 ） 。 而为 的要求， 试卷应包含足够的客观性试题 （选择题、 了考察学生的思维水平与能力分析运算能力和科学表达能力， 试卷又要有一定数量非客观性试题 。 考虑到上述两方面的要 题证明题、 和计算题 7 种题型。
轻工科技
LIGHT INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY
计算机与信息技术
在线考试系统的组卷策略及算法分析
潘西明
（江西财经职业学院， 江西 九江 ３３２０００ ）
探讨传统遗传算法组卷策略的优缺点， 改进遗传算法， 产生误差在可 要】 通过对在线考试系统的组卷数学模型分析，
（2012） 01 － 75 － 03 【文章编号】 1003- 2673
一套试卷的构成需要涉及很多因素， 在试卷中的每一道试
题又包含多个属性， 其中与组卷有关的属性有如下六项： （1 ） 分
数； （2 ） 难度系数； （3 ） 知识单元； （4 ） 教学要求； （5 ） 题型； （6 ） 估
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除了上面五个约束外，有时试卷还要满足教学要求层次
（掌握、 理解、 了解 ） 、 能力要求 （知识、 运用、 灵活运用 ） 试题内容 的相关性以及出题频率等约束。但根据经验， 指标过多会增加 我们在实际组卷过程中发现上述的约束条件它们的内在 组卷问题的难度并降低其效率。 关系如下：
（1 ） 由整卷难度期望值求不同难度系数的小题在该小题所 （2 ） 由整卷分值确定各题型不同难度的分值。
对智能组卷试题参数在一些文献中罗列了试题的各类属
性， 如对于一道题有： 篇章、 题类、 细目、 层次、 要求、 题型 、 难度 难度级别、 各章节分值等十余个属性， 在对课程试题库智 系数、 能组卷过程中， 采用的试题属性定义如下：
表 1 试题属性
（1 ） 题号： 标识一道题目的唯一数据。 综合题等各种类型的题目代号。 （3 ） 试题分值： 该小题分数。
求， 试题库内试题应包含判断题、 填空题、 选择题、 问答题、 改错 知识单元： 试题内容所属的篇章。为保证试题有足够的覆
盖面， 每个章节都要有相应的试题， 且各章内容所占分数应与 教学时数成正比。 难度系数： 在试卷命题过程中， 针对不同考试对象、 不同阶
段的考试， 命题难度也不同。试题难度系数定义为 d=1-（平均 分 / 该项满分 ） 。根据难度系数不同， 将试题分为容易、 中等、 较 难四个难度等级， 即： 容易： 0.05 ～0.20， 中等： 0.25 ～0.40， 难、 较难： 0.45～0.70， 难： 0.75～0.95。 分数： 每份试卷的分数为 100 分， 或由用户指定。 估时： 考试时间为 120 分钟或由用户指定。
（2 ） 题型代号： 选择题、 填空题、 判断题、 简答 、 计算 、 证明 、
（4 ） 难度系数： dif=1- 平均分 / 该题满分。 （6 ） 估时： 完成该题所需的时间。 握， 综合。
（5 ） 知识点： 该题属于代表该学科的哪个知识点。
（7 ） 层次： 该题在教学内容上按精熟程度： 了解 、 理解 、 掌 1.3 试题的目标矩阵及约束关系
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在众多的约束条件内， 各种约束条件的重要性是不一样的。为 此我们将约束条件分成四类： 强约束： 试卷的总分， 知识点的限制； 亚约束： 试题在各章中所占得比例； 柔性约束： 试题的各类题型比例； 弱约束： 试卷的估计用时。 在满足强约束和亚约束的前提下， 可以适当的调整后两种 约束指标， 以提高组卷的成功率。 1.4 抽题模板的确定 在实际抽题过程中我们可以根据以下属性进行抽题： （1 ） （2 ） 题型数目 1≤N≤10； （3 ） 题型名称； （4 ） 整卷难度期望值 E； 各类题目期望难度； （5 ） 各类题目总数； （6 ） 各类题目所覆盖的 知识点个数及代号。
2012 年 1 月 第1期 （总第 158 期 ）
【摘
接受范围内的组卷最优方案。
பைடு நூலகம்
组卷策略； 数学模型 【关键词】 遗传算法； 【中图分类号】 T P312 【文献标识码】 A
随着网络技术的发展， 很多课程的教学已不再局限于课堂 和实验室， 基于网络平台的现代远程教育已日趋成熟， 包括教
学系统、 答疑系统和考试系统等等。其中很重要的一个环节就 是在线考试系统。它可以减轻教师的工作负担及提高工作效
属的题型中占的题数。
在考试系统的智能组卷中， 采用 GA 生成的试卷不能精确
地满足目标， 在实际的组卷过程中通过对生成的试卷的各试题 的参数进行局部的微调修正使其完全达到出卷的约束的条件。
计时间。 组卷中决定一道题， 就是决定它的上述六个属性， 组成
潘西明 （1969- ） ， 男， 江西九江人， 副教授， 硕士， 从事计算机应用和自动化控制的教学与研究。 【作者简介】