试题库系统建设研究

试题库系统建设研究 (1)
1 引言 (1)
2 试题库质量标准 (1)
2.1 高质量试题库管理系统的特征 (1)
2.2 试卷质量标准 (2)
2.3 试题库质量标准 (2)
3 试题库结构设计 (2)
4 常用组卷策略与算法 (2)
4.1 常用组卷策略 (2)
4.2 常用组卷算法 (3)
试题库系统建设研究
1 引言
随着经济和社会的发展、网络技术的广泛应用及终身教育观念的普及，迫切需要有科学、方便、完善的网络试题库管理系统，作为积累题目、自动组卷、保存成卷、分析试卷的利器。

在先进理论指导下用计算机管理的试题库，具有科学、高效、经济、灵活、方便等显著特点。

试题库为题目的保存、分类和检索提供了便利，为编制试卷提供了高效率和低成本的手段，更为重要的是它具有作为评价工具的作用。

教学过程中充分利用试题库这种教学资源，进行富有成效的形成性测试，可以帮助师生把注意力从得分、名次集中到要实现的教学目标上来，真正关心学生的学习困难和错误所在，关心学生素质的提高，促使教育观念从“应试教育”向“素质教育”转变。

因此，进行网络试题库系统的建设和研究具有十分重要的意义。

2 试题库质量标准
2.1 高质量试题库管理系统的特征
1)试题库管理系统成功地运用了现代教育理论、教育方法和新的教育心理学理论，使教学双方符合教学规律；
2)试题库管理系统应尽可能地模拟教学专家的思维过程，根据学生的水平和学习情况，自动生成客观、科学的试卷；
3)系统的设计与实现能充分发挥多媒体计算机的功能特点，并利用现代软件工程思想，使系统体现开放性和适应性，便于修改、扩充和操作使用。

2.2 试卷质量标准
单套高质量试卷标准：
1)各种题型中知识点分布符合制卷目标即考试要求；
2)试题、试卷难度符合制卷要求；3)无内容重复和相近的试题。

成批组卷质量标准：
1)各套试卷符合单套试卷的标准；
2)任何两套试卷之间的试题重复率不超过指定限度；
3)同一试题在所有试卷中重复出现不超过指定次数。

2.3 试题库质量标准
为保障由试题库生成的试卷质量，试题库必须符合以下标准：
1)试题库不仅要有足够的总题量，还必须保证各知识点有足够的题量；
2)同一题型中无完全表述相同的试题，对表述不同而内容相同或相近的试题必须有标记；
3)不同题型间内容相同或相近的试题必须有标记；
4)在同一批组卷中试题的重复使用次数要有记录。

3 试题库结构设计
在试题库系统的建设中，试题库的结构设计是至关重要的，良好的试题库结构往往会收到事半功倍的效果。

比如要建立一个通用试题库管理系统，可以建立以下试题库数据模型：
1)题目内容表(试题编号、题目内容、答案、备注)；
2)题目属性表(试题编号、题型、难度系数、认知层次、知识点、效度、答题时间、题分、备注)；
3)某门课的控制指标表(指标号、指标类型、指标取值)，如一记录值为(01，题型，选择题)；
4)题目其他情况表(试题编号、出题人、出题时间、有效期)；
5)题目反馈情况表(试题编号、答对率、良好率)。

另外，还可建立一些诸如知识点设置情况表、大纲设置情况表等辅助支持数据库，以方便组卷算法的实现。

在实际的试题库系统建设中，如何设计合理的试题库结构，根据系统的实际需求及组卷策略、算法等因素决定。

4 常用组卷策略与算法
4.1 常用组卷策略
一般而言，一门课程的考试通常分为阶段性考试和期末考试。

所以，为了充分满足出卷人的各种需求，常有以下组卷策略：
1)人工出卷
人工出卷是出题人员自己在试题库中逐个挑选试题形成试卷的方法，适用于对试题库内容比较熟悉的教员、管理人员等。

出题者可在试题库中按任意组合条件查询，在查询结果中，手工挑出认为合适的题目，挑上哪一个，系统就将此题目的控制标志记录在一临时表中，这张临时表中包容了最新所组试卷的总信息。

采用这种方法组卷，试卷的有效度较高，但工作效率较低，一般适合覆盖面小、参加考试人员数量少等特殊情况，如单元测试等。

2)全自动出卷
全自动出卷是出题人员仅提供一个简洁的命题计划，试题库管理系统就会按照系统预设的算法模型在试题库中自动挑选合适的题目。

3)半自动出卷
半自动出卷是介于手工出卷和全自动出卷之间的一种组卷方案，命题计划的内容要比全自动出卷详细得多。

4.2 常用组卷算法
1)随机算法：即随机从试题库中抽取试题，其优点是算法结构简单、运行速度快；缺点是由于约束条件少，组卷中试题重复率、相似率高，试题的总体难度难以把握，尤其是试题库中题量较少时。

2)回溯算法：将随机选题产生的每一状态类型记录下来，当搜索失败时，释放上次记录的状态类型，然后再根据一定的规律变换出一种新的状态类型进行试探，通过不停地回溯试探直到试卷生成完毕。

该算法理论上可以遍历每一种可能的状态组合，但实际上当试卷总题量较大时，状态类型的组合数便成为天文数字，尤其是当试卷生成到后来，符合约束条件的可选试题量的急剧减少，使得生成的成功率大大降低。

所以，此方法只能适用于状态类型和试卷总题量不多的试题库系统。

而且该算法对内存占用量大，程序结构复杂，一般不适合在线组卷。

3)随机启发式搜索算法：基于随机定位，折半搜索，其中心思想是：产生有效随机数K，根据题目选题状态判断是否已经选中。

若选中，选下一题；否则，产生随机动态偏差数S[0，1]，若s<0.5，向前搜索，否则向后搜索。

确定搜索区域后进行折半搜索，产生随机数K再进行判断，重复上述过程直到选中为止。

……
结束语在网络智能试题库系统建设中，自动组卷是系统的关键。

自动组卷研究中遇到的主要难题是如何保证生成的试卷能最大程度满足用户的不同需要，并具有随机性、科学性、合理性，而在网络交互式环境下，用户对组卷速度的要求较高。

因此，高效、科学、强壮的智能组卷算法是目前试题库建设领域的研究热点之一。

在网络试题库系统中，通过自动组卷，将人工智能技术与教育专家的组卷知识和经验结合起来，由计算机来完成试卷内容的设计，生成达到专家级水平的试卷。

一般而言，在一个试题库中，叙述题、分析题、设计题、应用题等的题量较少，而判断题、选择题、填空题等的题量较多，在具体组卷时，可以针对不同的题型可采用不同的参数匹配算法，并对试题参数进行动态跟踪修改，使组成的试卷能更好地满足用户的需求。