在线考试系统论文考试管理系统论文- 随机数在智能考试信息系统中的应用 试卷自动生成系统是计算机辅助教学系统CAI(computer-aided instruction)的重要组成部分。随着计算机普及,考试作为选拔人才、资格认证、等级确定的有效手段,正朝着自动化、智能化方向发展。对于从事高校教学的教师来说,试卷自动生成系统可以减轻教师负担,避免重复工作,提高工作效率。本系统从教学的实际需求出发,采用随机数模型的算法基础结合智能算法思想,在简单、稳定、易行的基础上,使组卷效率更高,系统冗余度更小,体现智能化。 一、随机数模型 (一)随机数模型思想 随机数应用范围广泛,可用于信息安全中的加密算法、安全口令,仿真,集成电路测试等。随机数的产生分为两种:一是通过软件或数字电路实现一种确定性算法,这种输出序列是确定的,称为伪随机序列;另一种是通过一些特殊的物理现象或电路结构,如电磁辐射,热噪声等方法产生。我们开发的智能考试信息系统ICAI-Test,采用第一种方法构造了随机模型,根据学生的答题情况,利用随机数产生不同试卷。计算机生成的随机数必须满足下列要求:分布的均匀性,即尽可能地接近U(0,1)分布;统计上的独立性;产生随机数的速度足够快,以节省机时;应有足够的周期,即在其达到重复(循环)之前,能生成足够多的随机数;占用计算机的内存尽可能地少。 (二)随机数模型实现 本系统的测试模块主要是以题库为基础的自动试卷系统,用Excel2005存储题库。实现判断题、单项多项选择题和填空题的在线自动答题、改卷;并将学生的错误答案记入数据库。从题库中随机抽取试题的算法,大致分为三步: Setp1.获取试题库试题总数,然后生成一个1~N的阵列,(设试题总数为N)。 Setp2.生成随机数,将这个矩阵打乱。 Setp3.按顺序取出阵列中的题目。 设题库总数为10,要抽取出5条题。设原来题库阵列为A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,…A10。分别存储了1,2,…,10条题目。生成两个随机数,如3和6。然后将A3和A6的内容交换,阵列的内容变为:1,2,6,4,5,3,7,…10。按顺序取出阵列中的题目A1~A5的内容,应该是1、2、6、4、5,读出数据库中相应的试题。重复Setp2,阵列中的内容就随机打乱,这样既实现了随机抽取试题的目的,又避免了试题抽取重复。Setp2的循环次数根据题库中题目数量而定。 与一般的随机数在数据库中的应用不同,本系统是根据评估模块的结果,通过推理机制编写随机数算法抽题,舍弃在上一次抽取题目中学生答对频率较高的题目,做到有侧重地出题。经过实验数据测试,本项目在取上次选题出现频度为后75%的题目中形成本次试题,随机性比较理想。 二、智能考试信息系统 (一)系统体系设计 智能考试信息系统(ICAI-Test)采用基于ASP.NET技术开发,采用Browser/Server模式的三层体系结构来实现。系统的配置是采用Windows2000server作为网络操作系统,MSSQLServer作为数据库服务器,InternetInformationServer作为web服务器。 ICAI-Test设计思想是根据学生的测试结果分析学生的薄弱环节,给出具有针对性的教学建议和形成试题。采用软件工程中的原型方法设计系统,系统功能模块如图1所示。 系统的工作流程:学生在学习了某知识点后进行在线测试。组卷模块从试题库中选择试题组卷。由考试管理模块分析测试结果,得出错误的共性,建立学生模型,再由教学策略库针对学生模型通过推理机制给出教学建议,老师和学生都可根据成绩统计与查询模块所查询的结果来安排下一步的教学和学习。 (二)系统功能模块设计 1、组卷模块 组卷模块负责根据教师指定题目的类型、难易度、区分度、学生的平时练习结果等参数来组成试卷。试卷包括一系列难度系数不同的试题,从低到高排序。测试时根据受测试者的答题正确度调节难度系数。对于在某知识点连续答错的情况(由题目属性参数可以测定),则反复从该章节从易至难出题,直至分值提高到一定值为止。而对于试题库中的"冷落题"则采用优先级加权的方式,使所有的试题抽取机率趋于平衡。在具体开发中,通过灵活的、可变的随机数模型来选择试题,能有效地实现智能测试。 2、考试管理模块 考试管理模块主要完成考生验证与成绩收集工作。应用服务程序接受考生请求后,通过查询考生表,验证考生输入的学号和试卷号是否正确,以决定是否接受用户登录。系统还需验证考生是进行一门新课程的考试,还是因为死机,掉线等意外故障造成的考试中断而恢复未考完的考试。若验证通过则将考生的全部数据记入数据库,然后将考生试题文件传输给Internet客户端。客户端则根据试题文件呈现试题试卷和控制考试进程。考试结束后,客户端负责计算客观题的成绩,并将结果返回服务器数据库中。 3、在线测试模块 测试模块提供两种在线测试方式:第一种是平时练习。学生在学习完一部分课程内容后,通过客户端连接到Web服务器,选择题目类型、难易度等参数,系统在后台按选中的条件组卷、出题。第二种是正式考试,由系统在学生交卷后立即自动改卷,并把相应的分数、考试时间等存放到数据库中。在考试部分,设计定时器,可动态地显示考试剩余时间,当考试开始15分钟内,禁止考生提前交卷,当考试剩余时间5分钟时,自动提醒考生,在考试时间为0时客户端自动把所有的答案提交给应用服务程序进行处理。为了防止意外故障造成考试数据完全丢失的现象,我们采取的是时间片存储(上传)考试数据的方法,可在一段时间间隔内由系统自动保存考试数据,同时在系统恢复自动返回最近的保存点。 4、学生模型模块 学生模型的作用是准确地反映学生的知识水平,学习能力等,为系统实现个别化教学提供依据。建立学生模型的依据主要就是学生考试后的结果。在学生模型中,系统为每个学生建立模型。模型收集了学生所答的每一题的正确规则和错误规则,用来检查学生对知识点的掌握程度。同时为每个学生建立一个"错误规则库",用来记录学生在答题时的错误。所有的操作都是在后台系统空余的时候(也就是非考试时间)完成的 5、成绩统计与查询模块 对于常规考试,主要是完成成绩的查询、统计、归类、成绩分析、试卷科学度分析与打印的功能。对于一般性的平时测试,则可以提供学生没有掌握的知识点、进步情况、参考答案与即时成绩等信息。学生可以查询自己的情况,并且根据系统提供的建议进一步学习。老师可以查询学生的情况,并且根据系统提供的建议进一步修改自己的教学进度和教学重点。 三、结论 本项目所使用的随机数模型方法同一般随机数产生方法,如常规随机法、折半法相比更能够在形成试卷时考虑学生薄弱知识点的问题,更能根据学生对各知识点属性的掌握程度出题,体现出系统的智能性。本系统由2008年江苏大学京江学院教学改革研究项目(JJ08C014)--独立学院信管专业信息安全课程教学实践的改革研究资助。 参考文献: [1]马苏拉,林凯.高校考试管理信息系统的设计和实现[J].计算机系统应用,2009,(10). [2]杨振海.非均匀随机数产生[J].数理统计与管理,2006,(6). [3]张玉叶,郝强.试卷自动生成系统的设计与实现[J].济南职业学院学报,2008,(5). 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/5023c9fa04a1b0717fd5ddd1.html