专利名称：计算类型题目随机出题及答案生成的方法
技术领域：
本发明涉及一种考试或练习题的命题方法，特别适用于计算类型题目的命题及答 案生成。
背景技术：
在企事业单位对员工的培训、测评，各类学校的平时作业、课程设计、毕业设计、各 级测试过程中，往往有大量的计算类型题目，还可能包含有复杂的计算过程，此时经常出现 答题人员互相抄袭现象，导致评估成绩严重失真。目前，为了在考试中减轻或避免抄袭较多的采用了类似AB卷或题目随机排序或 随机抽取试题的做法，但其防抄袭能力有限，可以很容易的通过偷看、传条、单向无线通讯 等手段所化解，尤其随机抽取试题更损害了测试的公平性前提。在做作业题或练习题时采 用类似手段则显得毫无意义。同时申请了发明和实用新型专利的“一种使用计算机自动出题和评分的幼儿智力 能力测试教具”(专利申请号分别为200710157135. 9和200720192514. 7)利用了计算机 软件和硬件相结合的方式，实现了随机出题、自动评分。该发明的使用范围限于“幼儿园和 小学低年级学生”、四则运算类型计算题。该发明及实用新型专利的重要作用是“有利于提 高学生的学习兴趣和算术能力”，输出题目的内容比较简单，输出题目的形式为“液晶显示 屏”。从实现的手段、应用范围、使用的效果方面均与本发明有明显的区别。计算类型题目是很多情况下重要的一类评估题型。由于很多情况下计算类型题目 的繁琐，导致很难为每位参测人员单独出完全不同的试题(或练习题等)，既可能损害了测 试的公平性，也人为增加了命题及作答案、评阅题目的复杂和繁琐程度。采用本发明提供的方法生成的每份题目中仅仅已知数据的数值各不相同(答案 一般也不相同，按照出题人员的设计，计算过程也可以出现变化)，尤其当前文本打印输出 成本不断下降，也可以很容易的为每位参测人员各自输出一份纸质试题或练习题。可以成 功地避免抄袭现象，促进员工学习专业技能，提高学生独立学习自觉性，并可以提高命题质 量和可靠性，减轻命题人员手工命题及制作答案的工作量。
发明内容
本发明的核心内容题目内容中随机数值生成部分。但为了保证其顺利简便的实 施，对应于附图1，其内容共包括下述部分(1)题目信息输入部分利用人机交互界面输入下述内容参与测试人员名单输入。以电子文本形式输入名单，并以字符串形式储存。名单 中应当包括有参与测试人员的序号和姓名。也可能依据需要仅输入序号，序号是必须的，这 样才能使第(2)部分生成的随机数与第(3)部分生成的答案一一对应。计算题题目内容输入。输入题目内容(其中的随机数值暂时用指定符号如11、12、 13等代替)，并以字符串形式储存。
随机数值取值范围及其精度输入。给定数值取值范围是为了保证题目内容在数值 方面的合理性，防止给定数值或者计算结果过大过小。计算公式、计算过程输入。用II，12，13等符号逐题给出。计算公式中可以包括各 种初等数学函数四则运算，三角函数，乘方，对数，绝对值，取整和它们的导出函数。计算过 程包括有顺序、分支、直到型计算题。并以字符串形式储存。计算公式中的各种数学函数可 以采用下述形式表示四则运算符号“+、-、*、/”，指数运算“~”，三角函数“SINO、C0S0、 TAN()、ATN() ”，取绝对值"ABS () ”，取整“ INT () ”，取自然数e的对数函数“LOG () ”，平方根 函数“SQR0”。计算过程的顺序型为各公式间用“；”间隔(不包括“和”符号)；分支型用 例如“IF(I1*I2 > 15)结果 1 = 11+12，IF(I1*I2 = 15)结果 1 = 11/12，IF(I1*I2 < 15) 结果1 = 11-12 ； ”表示；直到型往往用于工程计算的试算场合，首先估计计算结果，之后进 行多次试算，直到所得结果与上次估计值符合偏差范围内为止。这时的计算过程可以用加 入字符“WHILE”表示。(2)随机数值生成部分利用计算机编程语言的伪随机数生成函数生成每份试卷 (或练习题等)每道题目每个随机数的值，利用字符串转换函数，将随机数转换为字符串。 并将每份题目内容中的II，12，13等字符串代换为该字符串。需要说明的是，本发明使用伪随机数生成函数是完全满足命题对随机性的要求 的。多数编程语言产生的伪随机数序列个数为65535个，实际使用中很难出现重复，即使 出现重复对防抄袭的影响也不大，而且可以很容易地通过采用改变随机数的种子等手段预 防。(3)生成答案部分利用给定计算公式或计算过程计算求得每份试题(或练习题 等)每道题目的答案。首先对第(1)部分输入的计算公式进行判断，分析其计算类型，再依 据不同类型进行求解作答。并将答案以合适的精度转换为字符串形式储存。(4)输出题目和答案部分将第(2)部分获得的字符串对应每位参与测试人员输 出一份电子文档形式计算题题目，并可以将之打印生成纸质试卷(或练习题等)。将第(3) 部分获得的字符串对应每位参与测试人员对应题目输出电子文本形式的答案，用于人机交 互的测试环境、网络测试环境，也可以依据需要将其打印输出为纸质形式。利用第(4)部分输出的试题(或练习题等)提供给参与测试人员供其作答，之后， 利用第(4)部分得到的答案用于评阅试卷(或练习题等)。需要说明的是，应用本发明提供的方法进行编程时需要具备一定的数学计算分析 能力，用到的计算机编程技能主要是浮点数处理、字符串处理、人机交互界面编程(为简便 考虑还可以应用数据库组织数据，SQL语言的运用)方面。这些均为普通软件编程人员都 应具备的基本技能，因而并没有过于详细地介绍。主要的困难在复杂计算类型题目的答案 生成方面(尤其是一些工程计算问题)，但这并不是本发明的主要内容。
附图1为本发明“计算类型题目随机出题及答案生成的方法”发明内容介绍图。附图2为本发明“计算类型题目随机出题及答案生成的方法”具体实施流程图。
具体实施例方式以某部门的一次测试举例，对应于附图2，说明本发明的
具体实施例方式考试内容为在已知长方形的长和宽的条件下计算某长方形的面积和周长。(1)以电子文本形式给定参与测试人员序号和名单。如“01张三”，“02李四” 共计两人。(2)确定计算题的数目。为简便起见，这里取“1”。(3)输入题目内容“已知某长方形长为Il米，宽为12米。计算其面积和周长。”(4)分别对应于“II”(这里指Il长方形的长)和“12”(这里12指长方形的宽) 输入“3.2、40”及“0. 11、2”。其中“3. 2”和“40”为Il的取值范围，“3. 2”意味着取值精度 为小数点后一位。类似地“0. 11”和“2”为12的取值范围，“0. 11”意味着取值精度为小数 点后两位。同时，Il的最小值大于12的最大值，确定了长方形的长应大于宽，从取值范围 方面保证了题目内容的合理性。(5)输入长方形面积和周长计算公式“面积=11X12 ；周长=(11+12) X 2”。(6)给定伪随机数生成函数的种子，利用计算机程序的伪随机数生成函数生 成每份试卷每道题目每个随机数的值。“每个随机数的值”实质上利用如公式“II = 3. 2+RND () X (40-3. 2) ”禾Π “12 = 0. 11+RND() X (2-0. 11)，，实现。其中 “RND()，，为计算机 编程语言生成介于0和1范围的随机数的函数。并将每份题目内容中II，12代换为该数值 (具体数值见第(7)过程)，在代换时利用字符串处理函数对获得的每个随机数值按照给定 的取值精度进行处理使得它们保持一致。(7)对应每位参与测试人员输出一份电子文档形式计算题题目，并可以将之打印 生成纸质试卷。由于其随机性，张三的题目内容可能是“张三已知某长方形长为5. 1米， 宽为0. 23米。计算其面积和周长。”李四的题目内容可能是“李四已知某长方形长为 14. 8米，宽为0.98米。计算其面积和周长。”(8)在生成题目内容后，自动依据第(5)过程给出的计算公式分别为张三和李四 做出答案。其内容分别为“张三面积=1. 173 ；周长=10. 66”，“李四面积=14.504 ；周 长=31. 56”。在输出试题和答案后，就可以对比标准答案，在张三和李四答完题目后评阅试题。
权利要求
计算类型题目及答案生成的方法在设计题目时，应用计算机编程语言的随机数生成功能，使每道计算题在保证其它条件一致前提下，每份题目的已知条件中各个给定的数据其数值各不相同，并且依据出题时出题人给出的计算公式或计算过程将每份题目的每道计算题答案自动生成。
2.根据权利1所述方法生成的计算题，其特征是每份题目的已知条件中各个给定的数 据其数值各不相同。
3.根据权利1所述方法生成的计算题，其特征是每份题目的每道题目答案可以依据给 定公式自动生成。
4.根据权利1所述的方法，其特征是可以分别得到一套电子文档形式的试题卷和答 案，也可以依据一般的需要打印输出为纸质试卷或纸质作业题目。
5.根据权利1所述方法生成的计算题，其特征是包括利用各类型初等数学函数能够解 决的包括顺序、分支、循环、直到型类型计算题目的命题和作答案。
全文摘要
本发明提供一种计算类型题目命题及做答案的方法。主要利用计算机编程语言中的随机数生成函数、字符串处理函数，在出题人员通过人机交互界面输入题目信息后，对应每位参测人员自动生成内容一致但已知数据的数值各不相同的纸质或电子文本形式的试卷(或练习题)。同时依据出题人输入的计算公式或计算过程自动生成答案。计算题目包括利用各种初等数学函数能够解决的顺序、分支、直到型类型。在保证测试公平性的前提下，防止在考试或做作业时出现的抄袭现象。
文档编号G09B7/00GK101950496SQ20101001000
公开日2011年1月19日 申请日期2010年1月4日 优先权日2010年1月4日
发明者代利忠 申请人:代利忠