基于海量题库优化组卷系统的设计与实现

摘　要：针对目前人工从海量题库中选题组卷方面存在的问题，设计了一种新的试卷组卷系统。该系统具有较好的设计思想，组卷算法合理，实现技术手段先进，有较强的实用性。

关键词：智能组卷；组卷系统；通用题库
1 前言
　　竞争考试机制已经成为现今我国政府公开选拔优秀人才办法的核心机制之一，而考试形式是决定其竞争机制运行成功与否的关键所在。除了使用笔试形式以外，还包括非集中考试、面试考试、行为测试、口试考试、评估中心测试和运用计算机考试等多种形式。但是不论哪一种形式，都离不开试题的选取，但人为命题有可能会出现考前漏题，多次考同一科目考试题目雷同，补(缓)考试题与正式考试试题量及难度差异较大等问题，特别是人为从海量题库中选题更容易出现以上问题。
2 需求分析
　　该系统可以根据用户需求实现自动组卷（双向细目组卷）和手工组卷等功能。用户可以根据自己的需要，设计试题的储存方案以及试题的各个属性值，该系统还具有自定义试题系统参数，实现试题库的可扩充性和开放性。
　　自动组卷方式是系统根据考试信息(题量、难度、类型、知识点、测评要素、试题流向、考试时间等)进行自动组卷。手动组卷方式是在自动组卷的基础上进行人为调整。所以，自动随机组卷的考试模式是考试系统的基本模式。而这种模式的质量主要依赖于试题库试题参数的准确程度，另外，避免同知识点的同题型试题重复对试卷的组成也有较大的影响。
　　目前，虽然已经有了不同种类的试卷出题系统，但这些系统在一定程度上还存在这样或那样的问题。从组卷方面来看，主要归纳为如下几个方面:
* 虽然试题的难度系数是由有经验的教师预先设定，但靠经验指定必定有误差，由于受主观和客观的影响，不可避免带来估计的偏差。
* 难度系数不能随着考试群体接受情况的变化而改变，考试结果难以准确把握。
* 在同一套试卷中，会出现同题型同知识点的试题（属于试题重复考核）。一般题库在构建时，对某个知识点，往往会有多个类型相同，内容稍作变化的试题相对应，但在组卷时，且不希望试题（相同知识点）重复出现
* 试题前一次已经考过，但再一次出题时又选中（试题重复出现），体现不了试卷内容的新，达不到考核公平。
本组卷系统可很好的解决以上问题。
3 系统的总体设计
　　试卷组卷系统是一个适应性强的知识系统，在试题设计阶段，把试题的类别、知识点、难易程度、测评要素以及其他相关属性都存放到试题库中，然后在组卷过程中，系统根据相应组卷要求（参数）对各种题型进行智能搜索，再组成一套完整试卷。系统的总体模块图如图1所示。
　　
4 组卷的数学模型
　　在组卷过程中一道试题具有多种性能指标，每一种性能指标实际上是针对一个约束条件，例如题型、知识点、测评要素、分值等都是试题的性能指标，而对于题型而言，就有相应的一个或多个题型约束条件进行约束，例如要求最终的组卷题型分为填空、选择、判断题、问答题等，并且要求填空题是10个、选择题20个等，因此对应几种题型就有相同数量的约束条件，而这些约束条件的实现都通过题型的性能指标完成。若假设试题的考虑n维向量（题分为a1，难度系数为a2，答题时间为a3，题型为a4，知识点人a5，测评要素为a6等），相当于第1项指标决定一份试卷，就决定一个m*n的矩阵。其中，m是试卷所含的题目数（其中组成试卷的试题不存在重复的现象）。
　　
　　则按照组卷的要求，目标矩阵就满足以下基本约束条件：
　　（1）或用户给定的试卷分数；
　　（2）ND（试卷的难度），由用户给定；
　　（3）=Zi，Zi为第i知识单元题的题分，其中当a3j=i时，Cj1=1；否则，Cj1=0；
　　（4）=Qi，Qi为第i题型的题分，其中当a4j=i时，Ci2=1；否则Ci2=0；
　　（5）完成第i道试题估计所需要的时间设为t(i)，则全卷的估计时间T=。
5 实现
　　因手动组卷是以自动组卷（双向细目）为基础的，所以以自动组卷为例探讨实现过程。自动组卷系统实质上是一个信息处理系统，通过该系统，先在软件系统中设置试卷的各种约束条件及要求，系统自动地从试题库中快速地组出针对不同测评目的的试卷，以满足各类考试及测评要求。在具体抽取试题时，首先将试题条件依次输入（科目、题型、分值、知识点、难易度、测评要素、是否考过等），根据条件采取相应数学算法从数据库中检索出符合条件的试题题号存入相应数据窗口，然后根据当前题型数量要求随机生成n个题号，存入临时试卷表中，最后人工查验试题题本是否符合需求，如果有个别试题不符合要求可以进行手动干预，最终生成符合条件的试卷。在设计过程中为了防止试题重复，凡从数据窗口中每取出一道符合组卷要求的试题，就把该试题编号从检索窗口中删除，以免在随后的选题过程中选出重复的试题。流程如图2所示。

6 结束语
　　由于本组卷系统前期论证较为充分，设计较为全面，所以虽然是针对政府机关进行工作人员考选使用的，但同时也适用于其它试题库的建设及组卷。它克服了传统人为出卷的弊端，不受时间和空间的约束，可以保证每次考试从题库都抽取不同的试题，保证了公平、公正进行考核，具有较强的实用性。
参考文献：
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