一种基于计算机领域知识体系的b/s模式自动组卷方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及针对大学计算机类课程在线考试中，需要同时生成多份题目完全不同 的试卷时的自动组卷方法，特别涉及一种基于计算机领域知识体系的B/S模式自动组卷方 法，具体为一种基于计算机领域知识体系的、知识点覆盖最大化和难度均衡的B/S模式自 动组卷方法。 技术背景
[0002] 随着互联网技术和大规模在线教育技术的发展，在线考试模式已越来越得到广泛 应用。传统上，在线考试的试卷都是由教师手工编写、录入，不仅工作量很大，还很难保证知 识点覆盖均衡、难度一致。因此，如何同时自动生成多套题目完全不同、但难度相同、涉及知 识点一致、结构合理的试卷就显得非常重要。
[0003] 国内目前的自动组卷系统更多考虑了通用性、算法效率等，针对的题目多为选择、 判断等各种客观题，并未考虑到如下特定因素：
[0004] 1)因考试场所和时间限制，完成一门课程的在线考试通常需要准备十数份、甚至 数十份试卷，为确保考试的公平性与合理性，要求每份试卷在难度、结构、考核范围等方面 都要一致，且所有试卷不能有题目重复。
[0005] 2)大学计算机教学领域包含数门课程，涉及软硬件系统、网络、数据库、程序设计、 多媒体技术等众多知识点，不同课程的考核范围既不同又有一定交叉。因此，要求能够灵活 确定考核范围，并确保每套试卷知识点覆盖均衡、一致。
[0006] 申请人经过查新，检索到下列与本发明有关的专利文献：
[0007] (1)可调整式多元变量渐近寻优算法的智能组卷装置及方法（申请人：哈尔滨工 程大学，【申请号】2010101975725)
[0008] (2)基于遗传算法的组卷方法（申请人：山东地炜计算机软件有限公司，【申请号】 2011101740175)
[0009] (3)文档操作题的自动组卷方法和自动阅卷方法（申请人：华北电力大学，申请 号：2013100975702)
[0010] (4)基于角色驱动的智能题库组卷方法及系统（申请人：北京竞业达数码科技有 限公司，【申请号】2〇131〇139〇876)
[0011] 上述专利申请均缺乏对以下问题的考虑：
[0012] (1)同时组成多套试卷时，如何保证每套试卷具有完全不同的题目；
[0013] (2)按知识模块或章节任意选择组题范围；
[0014] (3)以领域知识体系为基础的知识点覆盖的广度和均衡性；
[0015] (4)基于B/S模式的组卷系统。
【发明内容】
[0016] 为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于计算机领域知 识体系的B/S模式自动组卷方法，在已建立领域知识体系结构的基础上，利用该方法，可解 决需要同时编组多套试卷时，确保多份试卷无试题重复、各试卷同类题型难度值一致且符 合设定范围、知识点分布均衡、知识点覆盖最大化，并可灵活设定组卷范围。
[0017] 为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
[0018] -种基于计算机领域知识体系的B/S模式自动组卷方法，包括如下步骤：
[0019] 步骤一：根据组卷条件，判断当前题库情况是否满足组卷要求，若满足组卷条件， 则进入步骤二开始组卷；否则重新设置组卷参数；
[0020] 步骤二：在已构建领域知识体系基础上，采用一种基于知识体系结构的改进型随 机抽取算法，按照知识模块及模块内知识单元顺序，遵循未被抽取过题目的知识点优先原 贝1J，依次循环为各试卷抽取指定题型中之前未被抽取过的题目，直到抽取完条件要求的全 部题目；
[0021] 所述的领域知识体系是指计算机教学领域知识体系，知识体系结构包含课程 Course、知识模块Module、知识单元（Unit)、知识点（Point)及其它们之间的关系，而课程、 知识模块、知识单元和知识点是特定领域约定俗成的术语，四者为包含关系，满足如下表达 式：
[0022]
【主权项】
1. 一种基于计算机领域知识体系的B/S模式自动组卷方法，其特征在于，包括如下步 骤： 步骤一：根据组卷条件，判断当前题库情况是否满足组卷要求，若满足组卷条件，则进 入步骤二开始组卷；否则重新设置组卷参数； 步骤二：在已构建领域知识体系基础上，采用一种基于知识体系结构的改进型随机抽 取算法，按照知识模块及模块内知识单元顺序，遵循未被抽取过题目的知识点优先原则， 依次循环为各试卷抽取指定题型中之前未被抽取过的题目，直到抽取完条件要求的全部题 目； 所述的领域知识体系是指计算机教学领域知识体系，知识体系结构包含课程Course、 知识模块Module、知识单元（Unit)、知识点（Point)及其它们之间的关系，而课程、知识模 块、知识单元和知识点是特定领域约定俗成的术语，四者为包含关系，满足如下表达式： PointQJnitEModule^Course (1); 步骤三：题目抽取完成后，计算各试卷中每类题型的平均难度值，确定是否符合设定要 求，如果不符合，则采用一种循环替换算法进行难度值调整，直到满足设定要求。
2. 根据权利要求1所述的一种基于计算机领域知识体系的B/S模式自动组卷方法，其 特征在于，所述步骤一具体为： ① 根据组卷条件所给题量及分值，计算每套试卷总分值是否为100分，若不满足，则重 新设置题量或题目分值；否则继续； ② 扫描试题库，获取题库中指定考核范围的试题总量Sums及各类型题目数量Sum t，当 同时满足公式（2)和公式（3)时，可以进行组卷，否则重新调整组卷参数： Sums ^PaperNumX Sf*(QJype X QTNum) (2) Sumt ^ PaperNum X QTNum (3) 其中，QType表示题型，QTNum表示设定的该题型题目数量，PaperNum表示需要同时组 成的试卷数，n表示每套试卷中的题型种类数；对同时组成的每套试卷，其n值相同； 公式（2)的含义是：题库中指定考核范围的试题总量应大于等于所需试卷题目数量之 和；公式（3)的含义是：题库中每种题型的题目数量应大于等于所需试卷每种题型题目数 量之和。
3. 根据权利要求1所述的一种基于计算机领域知识体系的B/S模式自动组卷方法，其 特征如下，所述步骤二具体为： 在步骤一成立，即满足组卷条件的基础上，按照知识模块顺序，遵循未被抽取过题目的 知识点优先原则，依次为各试卷抽取指定题型中之前未被抽取过的题目，直到抽取完条件 要求的全部题目；步骤二的具体过程为： ① 选择待抽取题目类型； ② 选择抽取断点的下一个知识模块，初始时默认为第1个知识模块作为当前抽取模 块，采用一种基于知识体系结构的改进型随机抽取算法，依次为各试卷抽取一道题目； ③ 判断各试卷该题型题目数量是否达到要求，如果没有，则继续②，否则进行过程④； ④ 判断是否所有题型题目均已抽取完毕，如果没有，继续①，选择下一种题型；否则，表 示各试卷所有题型题目都已抽取完毕。 过程②所述一种基于知识体系结构的改进型随机抽取算法，包括下述具体步骤： Stepl :判断抽取模块中指定题型是否还有未被抽取过的题目，若全部题目均已被抽 取，则进入St印5 ;否则，基于知识体系结构，从该模块中按顺序选择一个知识单元； St印2 :判断该知识单元是否有未被抽取过该题型题目的知识点，若有，执行St印3 ;否 贝1J，搜索是否该知识单元指定题型的所有题目均已被抽取；如果还有题目未被抽取，选择剩 余题目最多且被抽取题目最少的知识点，继续St印6。否则继续St印4;; St印3 :选定知识点是否还有未被抽取过的指定类型题目，若有，则进行St印6 ;否则， 返回执行Step2 ; Step4 :从包含该知识单元的知识模块中，选择与该知识单元相邻的知识单元，重新执 行 Step2 ; St印5 :选择指定题型剩余题目数量最大、且被抽取过的题目最少的知识模块作为当前 抽取模块，重新返回Stepl ; Step6 :从选定的知识点中随机抽取一道未被抽取过的题目； St印7 :判断各试卷是否均已抽取一道指定题型的题目，如果没有，转向St印3 ;否则， 并将所抽取的题目及其知识点标记为"已抽取"，将包含该知识点的知识模块设为抽取断 点；完成为每套试卷抽取一道指定题型题目工作。
4.根据权利要求1所述的一种基于计算机领域知识体系的B/S模式自动组卷方法，其 特征如下，所述步骤三具体为： 对按照步骤二所抽取的各试卷，分别计算每套试卷中每种题型的平均难度值，并与步 骤一设定的各题型难度值进行比较，若某试卷某题型的平均难度值与该题型对应的之间的 偏差处于允许范围，则结束组卷；否则采用一种循环替换算法进行难度值调整，直到满足设 定要求，所述的种循环替换算法包括下述具体步骤： (1) 如果某题型难度值大于设定值，则： Stepl :删除该题型当前难度值最大的题目，获取该题目关联的知识点，通过关键词匹 配方法，查找题库中同一知识点中是否有未被抽取过、难度值小于被删除题的同类型题目； 若有，则执行Step6,否则继续Step2 ; Step2 :从包含该知识点的知识单元中查找是否有未被抽取过、难度值小于被删除题的 同类型题目；若有，则执行Step6,否则继续Step3 ; Step3 :从包含该知识单元的知识模块中查找是否有未被抽取过、难度值小于被删除题 的同类型题目；若有，则执行Step6,否则继续Step4 ; St印4:查找题库中当前题型剩余题量最多、且被抽取题目最少的知识模块，查找是否 有未被抽取过、难度值小于被删除题的同类型题目；若有，执行Step6 ;否则继续Step5 ; St印5 :按照St印4所述原则，重新选择知识模块，再重复St印4 ;如果所有知识模块都 已搜索完，没有找到符合条件的题目，则难度调整失败，重新组卷； Step6:随机抽取一道满足条件的题目，计算当前题型的平均难度值，若符合难度范围 要求，则结束；否则继续转向Stepl。 (2) 如果某题型难度值小于设定值，按照与Stepl所述相同的方法，依次选择难度值最 小的题目进行调整。
【专利摘要】一种基于计算机领域知识体系的B/S模式自动组卷方法，包括如下步骤：一：根据组卷条件，判断当前题库情况是否满足组卷要求，否则重新设置组卷参数；二：在已构建领域知识体系基础上，采用随机抽取算法，按照知识模块及模块内知识单元顺序，遵循未被抽取过题目的知识点优先原则，依次循环为各试卷抽取指定题型中之前未被抽取过的题目，直到抽取完条件要求的全部题目；三：题目抽取完成后，计算各试卷中每类题型的平均难度值，否则采用循环替换算法进行难度值调整，直到满足要求；利用本发明，可解决需要同时编组多套试卷时，要求确保多份试卷完全无试题重复、各试卷知识点分布均衡且最大化、各试卷相同题型难度一致、并可灵活设定组卷范围的需求。
【IPC分类】G06F17-30
【公开号】CN104820707
【申请号】CN201510246071
【发明人】吴宁, 任燕飞, 崔舒宁
【申请人】西安交通大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月14日