精品文檔！在線考試系統(tǒng)論文考試管理系統(tǒng)論文-隨機數(shù)在智能考試信息系統(tǒng)中的應用試卷自動生成系統(tǒng)是計算機輔助教學系統(tǒng)CAI(computer-aided instruction)的重要組成部分。隨著計算機普及,考試作為選拔人才、資格認證、等級確定的有效手段,正朝著自動化、智能化方向發(fā)展。對于從事高校教學的教師來說,試卷自動生成系統(tǒng)可以減輕教師負擔,避免重復工作,提高工作效率。本系統(tǒng)從教學的實際需求出發(fā),采用隨機數(shù)模型的算法基礎(chǔ)結(jié)合智能算法思想,在簡單、穩(wěn)定、易行的基礎(chǔ)上,使組卷效率更高,系統(tǒng)冗余度更小,體現(xiàn)智能化。 一、隨機數(shù)模型 (一)隨機數(shù)模型思想 隨機數(shù)應用范圍廣泛,可用于信息安全中的加密算法、安全口令,仿真,集成電路測試等。隨機數(shù)的產(chǎn)生分為兩種:一是通過軟件或數(shù)字電路實現(xiàn)一種確定性算法,這種輸出序列是確定的,稱為偽隨機序列;另一種是通過一些特殊的物理現(xiàn)象或電路結(jié)構(gòu),如電磁輻射,熱噪聲等方法產(chǎn)生。我們開發(fā)的智能考試信息系統(tǒng)ICAI-Test,采用第一種方法構(gòu)造了隨機模型,根據(jù)學生的答題情況,利用隨機數(shù)產(chǎn)生不同試卷。計算機生成的隨機數(shù)必須滿足下列要求:分布的均勻性,即盡可能地接近U(0,1)分布;統(tǒng)計上的獨立性;產(chǎn)生隨機數(shù)的速度足夠快,以節(jié)省機時;應有足夠的周期,即在其達到重復(循環(huán))之前,能生成足夠多的隨機數(shù);占用計算機的內(nèi)存盡可能地少。 (二)隨機數(shù)模型實現(xiàn) 本系統(tǒng)的測試模塊主要是以題庫為基礎(chǔ)的自動試卷系統(tǒng),用Excel2005存儲題庫。實現(xiàn)判斷題、單項多項選擇題和填空題的在線自動答題、改卷;并將學生的錯誤答案記入數(shù)據(jù)庫。從題庫中隨機抽取試題的算法,大致分為三步: Setp1.獲取試題庫試題總數(shù),然后生成一個1N的陣列,(設(shè)試題總數(shù)為N)。 Setp2.生成隨機數(shù),將這個矩陣打亂。 Setp3.按順序取出陣列中的題目。 設(shè)題庫總數(shù)為10,要抽取出5條題。設(shè)原來題庫陣列為A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A10。分別存儲了1,2,10條題目。生成兩個隨機數(shù),如3和6。然后將A3和A6的內(nèi)容交換,陣列的內(nèi)容變?yōu)?1,2,6,4,5,3,7,10。按順序取出陣列中的題目A1A5的內(nèi)容,應該是1、2、6、4、5,讀出數(shù)據(jù)庫中相應的試題。重復Setp2,陣列中的內(nèi)容就隨機打亂,這樣既實現(xiàn)了隨機抽取試題的目的,又避免了試題抽取重復。Setp2的循環(huán)次數(shù)根據(jù)題庫中題目數(shù)量而定。 與一般的隨機數(shù)在數(shù)據(jù)庫中的應用不同,本系統(tǒng)是根據(jù)評估模塊的結(jié)果,通過推理機制編寫隨機數(shù)算法抽題,舍棄在上一次抽取題目中學生答對頻率較高的題目,做到有側(cè)重地出題。經(jīng)過實驗數(shù)據(jù)測試,本項目在取上次選題出現(xiàn)頻度為后75%的題目中形成本次試題,隨機性比較理想。 二、智能考試信息系統(tǒng) (一)系統(tǒng)體系設(shè)計 智能考試信息系統(tǒng)(ICAI-Test)采用基于ASP.NET技術(shù)開發(fā),采用Browser/Server模式的三層體系結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。系統(tǒng)的配置是采用Windows2000server作為網(wǎng)絡操作系統(tǒng),MSSQLServer作為數(shù)據(jù)庫服務器,InternetInformationServer作為web服務器。 ICAI-Test設(shè)計思想是根據(jù)學生的測試結(jié)果分析學生的薄弱環(huán)節(jié),給出具有針對性的教學建議和形成試題。采用軟件工程中的原型方法設(shè)計系統(tǒng),系統(tǒng)功能模塊如圖1所示。 系統(tǒng)的工作流程:學生在學習了某知識點后進行在線測試。組卷模塊從試題庫中選擇試題組卷。由考試管理模塊分析測試結(jié)果,得出錯誤的共性,建立學生模型,再由教學策略庫針對學生模型通過推理機制給出教學建議,老師和學生都可根據(jù)成績統(tǒng)計與查詢模塊所查詢的結(jié)果來安排下一步的教學和學習。 (二)系統(tǒng)功能模塊設(shè)計 1、組卷模塊 組卷模塊負責根據(jù)教師指定題目的類型、難易度、區(qū)分度、學生的平時練習結(jié)果等參數(shù)來組成試卷。試卷包括一系列難度系數(shù)不同的試題,從低到高排序。測試時根據(jù)受測試者的答題正確度調(diào)節(jié)難度系數(shù)。對于在某知識點連續(xù)答錯的情況(由題目屬性參數(shù)可以測定),則反復從該章節(jié)從易至難出題,直至分值提高到一定值為止。而對于試題庫中的冷落題則采用優(yōu)先級加權(quán)的方式,使所有的試題抽取機率趨于平衡。在具體開發(fā)中,通過靈活的、可變的隨機數(shù)模型來選擇試題,能有效地實現(xiàn)智能測試。 2、考試管理模塊 考試管理模塊主要完成考生驗證與成績收集工作。應用服務程序接受考生請求后,通過查詢考生表,驗證考生輸入的學號和試卷號是否正確,以決定是否接受用戶登錄。系統(tǒng)還需驗證考生是進行一門新課程的考試,還是因為死機,掉線等意外故障造成的考試中斷而恢復未考完的考試。若驗證通過則將考生的全部數(shù)據(jù)記入數(shù)據(jù)庫,然后將考生試題文件傳輸給Internet客戶端?？蛻舳藙t根據(jù)試題文件呈現(xiàn)試題試卷和控制考試進程?？荚嚱Y(jié)束后,客戶端負責計算客觀題的成績,并將結(jié)果返回服務器數(shù)據(jù)庫中。 3、在線測試模塊 測試模塊提供兩種在線測試方式:第一種是平時練習。學生在學習完一部分課程內(nèi)容后,通過客戶端連接到Web服務器,選擇題目類型、難易度等參數(shù),系統(tǒng)在后臺按選中的條件組卷、出題。第二種是正式考試,由系統(tǒng)在學生交卷后立即自動改卷,并把相應的分數(shù)、考試時間等存放到數(shù)據(jù)庫中。在考試部分,設(shè)計定時器,可動態(tài)地顯示考試剩余時間,當考試開始15分鐘內(nèi),禁止考生提前交卷,當考試剩余時間5分鐘時,自動提醒考生,在考試時間為0時客戶端自動把所有的答案提交給應用服務程序進行處理。為了防止意外故障造成考試數(shù)據(jù)完全丟失的現(xiàn)象,我們采取的是時間片存儲(上傳)考試數(shù)據(jù)的方法,可在一段時間間隔內(nèi)由系統(tǒng)自動保存考試數(shù)據(jù),同時在系統(tǒng)恢復自動返回最近的保存點。 4、學生模型模塊 學生模型的作用是準確地反映學生的知識水平,學習能力等,為系統(tǒng)實現(xiàn)個別化教學提供依據(jù)。建立學生模型的依據(jù)主要就是學生考試后的結(jié)果。在學生模型中,系統(tǒng)為每個學生建立模型。模型收集了學生所答的每一題的正確規(guī)則和錯誤規(guī)則,用來檢查學生對知識點的掌握程度。同時為每個學生建立一個錯誤規(guī)則庫,用來記錄學生在答題時的錯誤。所有的操作都是在后臺系統(tǒng)空余的時候(也就是非考試時間)完成的 5、成績統(tǒng)計與查詢模塊 對于常規(guī)考試,主要是完成成績的查詢、統(tǒng)計、歸類、成績分析、試卷科學度分析與打印的功能。對于一般性的平時測試,則可以提供學生沒有掌握的知識點、進步情況、參考答案與即時成績等信息。學生可以查詢自己的情況,并且根據(jù)系統(tǒng)提供的建議進一步學習。老師可以查詢學生的情況,并且根據(jù)系統(tǒng)提供的建議進一步修改自己的教學進度和教學重點。 三、結(jié)論 本項目所使用的隨機數(shù)模型方法同一般隨機數(shù)產(chǎn)生方法,如常規(guī)隨機法、折半法相比更能夠在形成試卷時考慮學生薄弱知識點的問題,更能根據(jù)學生對各知識點屬性的掌握程度出題,體現(xiàn)出系統(tǒng)的智能性。本系統(tǒng)由2008年江蘇大學京江學院教學改革研究項目(JJ08C014)-獨立學院信管專業(yè)信息安