摘  要

随着互联网在国际上得到了迅猛的发展，基于互联网的各种应用也日益受到人们的重视,特别是现代远程教育得到了巨大的发展。基于Web的考试系统正是在这种形势下应运而生的。尽管传统的考试形式应用还非常普遍，但伴随着远程教学的推广普及，作为远程教学系统子系统的在线考试系统呼之欲出.

在考试系统中,自动组卷是关键的部分.随着人工智能的快速发展,这个问题已经被越来越多的科学家所关注.在题库技术和组卷策略知识的基础上,并结合其他算法,本文分析了一个更好的自动组卷算法-遗传算法.计算机自动组卷的实质就是遵循一定的选题策略,从试题库中选出一组试题 ,使得它们所有的属性都在一定的取值范围内满足出卷人所期望的指标 ,其核心问题是多目标选题策略。针对该问题的特点, 建立了该问题的数学模型, 给出了基于矩阵编码的遗传算法解决此问题的方法该方法能有效地解决试题库研究中的智能组卷问题, 具有较好的性能和实用性.

本文在分析国内外大量文献的基础上，基于遗传算法，针对考试系统的自动出题问题，应用矩阵理论的知识，为自动组卷系统建立了一个合适的数学模型，使我们能在数学模型的基础上，应用遗传算法全局寻优和智能搜索的特性，在试题的各种属性满足数学模型的控制指标的基础上，从题库中既好又快的抽出一组符合考方要求的试题，从而得到一份满意的试卷。

首先分析了自动组卷系统在具体的教学活动过程中的实际需求,然后以一个教学例子为背景,使用遗传算法实现自动组卷,本系统可以从试题库中自动的查找和组织出一些不同类型、不同难度、不同章节范围内的试题来组成一份合理的试卷。

在以上基础上,本文使用ASP和SQL server实现了一个基于遗传算法在线考试系统,实现了在线考试的基本功能。

关键词：在线考试系统；自动组卷；题库；组卷策略；遗传算法

Abstract

 With the rapid development of Internet ,more and more web-based(or Internet-based) applications came into being in recent years.Online Testing System,as a part of the Distance Learning System,is one typical application especialy in universities and educational organizations.Although the traditional paper-based testing format is still commonly being used,Online Testing System has become more and more necessary along with the development of web-based Distance Learning technologies.

Of the system,auto-generating papers is a very important problem,and it has been paid more and more attention to by a lot of scientists with the rapid development of Artificial Intelligence.On the base of analying itam bank technique and maneuvers of composing examination papers, compares with other algorithms,  this paper analyses a better algorithm of auto-generating examination papers--- Genetic Algorithm. the idea of Auto-generating examination papers is to select some examination questions in a way to meets requirements ,these requirements include property ,the range of questions ,etc. This paper gives a Mathematical model for this problem , then presented a method to solve this problem based on Genetic Algorithms based on matrix coding. the Algorithms can solve the problem effectivelly, and that it is an applicable method with satisfactory performance. This paper analyzes a great deal of articles and bases onGenetic Arithmetic,aiming at the Auto generating examination paper question of examination system,builds a suitable mathematic model.At the same time,use the properties of Genetic Arithmetic of full-search-excellent and intelligence searching,so we can obtain a satisfying examination papers from item bank.

At first, analyses the actual demand of auto-production for examination paper system, Then taking teaching of example as the background ,using Genetic Algorithms to realize automatically generating examination papers, this system can automatically find and organize a certain number of test questions in various types with different degrees of difficulty in certain scope in the database to form a reasonable test paper.

In addition, this paper used ASP( Active Server Page) and SQL server to finish a Online Testing System on the basis of Genetic Algorithms which has foundamental characteristics.

Key words: Online Testing System; Auto-generating examination papers; Item Bank; Maneuvers of Composing Examination Papers; Genetic Algorithm

引言………………………………………………………………1

1  绪论

1.1 在线考试的现状

1.1.1 在线考试在国外的发展状况……………………………………….2

1.1.2 在线考试在国内的发展状况……………………………………….2

1.1.3 小结………………………………………………………………….3

1.2 考试系统组卷算法的发展和概述…………………………………….4

1.3 遗传算法概述………………………………………………………….4

1.4 研究的目的和意义…………………………………………………….6

2  理论基础

2.1 题库技术

2.1.1 题库的发展………………………………………………………….7

2.1.2 题库技术…………………………………………………………….7

2.2 组卷理论

2.2.1 现代考试理论……………………………………………………….9

2.2.2 组卷理论…………………………………………………………….9

2.3 使用遗传算法于考试系统的可行性分析…………………………….10

3  试题库组卷策略

3.1 试题属性项定义……………………………………………………….11

3.2 组卷参数定义………………………………………………………….12

3.3 组卷策略的变换算法………………………………………………….16

3.4 本章小结……………………………………………………………….20

4  遗传算法实现自动组卷

4.1 遗传算法原理………………………………………………………….20

4.2 自动组卷算法的研究与实现………………………………………….23

4.3 系统的搜索技术……………………………………………………….31

4.4 本章小结……………………………………………………………….32

5  考试系统的设计实现

5.1 系统总体设计………………………………………………………….32

5.1.1 系统总体功能模块………………………………………………….33

5.2 结构化分析

5.2.1 数据流图…………………………………………………………….34

5.3 数据库详细设计

5.3.1 概念结构设计……………………………………………………..35

5.3.2 物理结构设计……………………………………………………..37

5.4 各模块详细设计..........................................40

5.5 系统总流程图………………………………………………………..44

6  系统的运行

6.1 测试…………………………………………………………………..45

6.2 网络的配置与运行…………………………………………………..45

7  结论 ………………………………………………………...45

谢辞................................................46

参考文献............................................47

附录................................................48

引言

随着信息技术的迅猛发展，以互联网为主要手段的现代远程教育已成为当今远程教育发展的主要方向。目前，全球有超过 85%的大学拥有自己的网站，其中许多学校推出了网络教育课程。欧美国家的网络教育走在世界前列，具有相当的规模。在国内，网络教育发展战略日益成为一个亟待探讨的重大课题。在 《面向21世纪中国网络教育发展战略的构想》中，国家大力强调了网络教学资源的建设，把发展网络教育作为国家信息化的一项基本国策，加大对网络教育的投人，同时借鉴网络教育发达国家 (地区)的成功经验，为网络教育营造宽松环境。我国于1999年启动的新世纪网络课程建设工程重点规划建设 200门左右基础性的网络课程。教育部先后在清华大学、北京邮电大学、浙江大学、湖南大学、中央广播电视大学、中国人民大学、北京大学等 66所高等院校进行现代远程教育试点，在校学生到 2003年暑假，已超过80万人。