基於遺傳算法的組卷方法
2023-05-07 15:23:11 1
專利名稱：基於遺傳算法的組卷方法
技術領域：
本發明涉及試卷自動生成方法，更具體的說，本發明涉及基於遺傳算法的組卷方法。
背景技術：
在教育領域中，考試是整個教學過程中的重要環節，它是對學生所學知識及能力的一種評價，也是衡量教師教學效果優劣的一種教育測量書段。在以往的考試中，組卷方式存在不少問題。傳統的組卷方式主要憑藉教師對知識點的側重方向收集選取試題以完成試卷的編制，命題內容、評分標準等由於等各種人為因素的幹擾，缺乏普遍的可比性，考試信度和效度較低。利用計算機組卷，不僅能節省教室的寶貴時間，提高工作效率，而且能消除出卷人主觀意志的影響，使考試更加標準化，更加客觀、真實、全面的反映教學的實際效果， 有利於促進教學質量的提高。隨著教學內容的不斷深化和對教學要求的不斷提高，以及對學生知識掌握整體程度的考核需要的增強，這就對試卷質量的要求逐漸提高，以往通過出卷人人為組卷已經不能夠滿足知識點覆蓋面廣、試題難度適中、試題題型分布均勻等多角度高質量試卷的需要。 因此，需要一種科學、有效、正確的算法輔助完成出卷工作。
發明內容
本發明的目的就是為解決上述問題，基於遺傳算法，儘可能的滿足出卷人所提出的約束條件，提供最優試卷。遺傳算法與出卷人所提標準有關，在此本文將設置四個標準 題型-試題數分布、難度-試題數分布、平均難度、知識點-試題數分布。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案本發明的有益效果是1、具有自動抽題組卷的功能，利用基於遺傳算法的組卷方法自動生成試卷，可實現組卷工作的電子化和自動化，減輕教師負擔，提高教師教學效率，真實客觀評估教學質量；2、基於遺傳算法的組卷方法可在題型、難度、區分度和知識點分布等各項指標之間達到相對平衡，能夠最大程度滿足用戶要求，促進教學管理的科學化和規範化。
圖1為基於遺傳算法的組卷方法流程圖；圖2為適應度值計算方法步驟圖；圖3為試卷選擇步驟圖；圖4為試卷交叉步驟圖；圖5為試卷變異步驟圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步說明組卷就是要從成千上萬道試題中挑選出符合要求的題目組成試卷。由於每一個試題都會有多個屬性，這就是所謂的多目標問題的求解，由於多目標問題並不一定有解，因此即使是遍歷了試題庫中所有的試題，嘗試了所有可能的組合方式，也並一定能找到一套滿足用戶軟指標要求的試卷，因此我們在組卷的過程中不應當將條件卡死，而是應當本著儘量優化目標的原則而進行有限次數的迭代，使得到的試卷儘量接近用戶的需求即可。策略指標及組卷時是否強制滿足要求如表1所示表權利要求
1.基於遺傳算法的組卷方法，其特徵是，該組卷方法的實現步驟如下A.從試題庫中選出符合知識點要求的試題，按章節、題型分類組成新表並生成初始試卷集合；B.計算試卷集合中每張試卷的適應度值；C.檢查所生成的試卷是否滿足組卷算法要求的各種約束條件，若存在則設置成功標誌，若成功則表示組卷已經成功，否則，組卷失敗，轉向步驟D進行執行；D.根據各個試卷的適應度值選擇試卷進行複製；E.隨機選擇兩張試卷，針對試卷中的每道試題進行交叉操作，對兩張試卷中對應的試題進行交換；F.隨機選擇一張試卷，針對試卷中每道試題進行變異操作完成新一代試卷集合的產生；G.轉向步驟B。
2.如權利要求1所述的基於遺傳算法的組卷方法，其特徵是，所述步驟A中初始試卷集合的生成包含以下步驟Al.根據出卷人設置的題型-試題數分布的策略信息隨機選題組卷，此時試卷的試題組織完全滿足題型分布要求；A2.組織一定數量的試卷集合。
3.如權利要求1所述的基於遺傳算法的組卷方法，其特徵是，所述步驟B中適應度值的選取包括Bi.計算難度-試題個數的函數分布值
4.如權利要求1所述的基於遺傳算法的組卷方法，其特徵是，所述步驟D中試卷選擇包括以下步驟Dl.計算所有試卷的適應度值之和sum ；D2.計算每個試卷的選擇概率P，P = Fi/sum，其中Fi為第i個試卷適應度值； D3.找出試卷集中所有試卷最大的選擇概率max; D4.隨機選擇一個Ο-max的隨機數A ； D5.若々< P，則該試卷被選中。
5.如權利要求1所述的基於遺傳算法的組卷方法，其特徵是，所述步驟E中交叉原則如下El.設定交叉常量Pc;E2.產生0-1的隨機數Rl ；E3.若Rl <= Pc，兩張卷試題交換。
6.如權利要求1所述的基於遺傳算法的組卷方法，其特徵是，所述步驟F中變異原則如下Fl.設定變異常量Rn;F2.在0-1之間產生隨機數R2 ；F3.若R2 <= Rn，從試題集合中隨機取相同題型的試題，替換該試卷中該試題。
全文摘要
本發明公開了基於遺傳算法的組卷方法，該方法具有自動抽題組卷的功能，利用基於遺傳算法的組卷方法自動生成試卷，可實現組卷工作的電子化和自動化，減輕教師負擔，提高教師教學效率，真實客觀評估教學質量；基於遺傳算法的組卷方法可在題型、難度、區分度和知識點分布等各項指標之間達到相對平衡，能夠最大程度滿足用戶要求，促進教學管理的科學化和規範化。
文檔編號G06F19/00GK102184345SQ20111017401
公開日2011年9月14日 申請日期2011年6月27日 優先權日2011年6月27日
發明者任國珍, 何偉, 肖宗水, 鄭永清 申請人:山東地緯計算機軟體有限公司