考試系統試題庫及組卷方案的設計

摘要：在自動考試系統的題庫建設中，試題庫設計及組卷策略是關鍵環節。試題庫中試題的參數，不同的試題庫不盡相同，這里定義為：試題=（編號、題型、題干、答案、分值、試題難度、區分度、知識點、使用次數）；試卷=（標題、考試時間、考試日期、總分值、題型、試卷難度、試卷區分度、知識點、曝光度）。

關鍵詞：題庫；組卷策略；難度；區分度；知識點

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)20-30312-03

The Design of the Item-bank and the Method of Generating A Paper

LIU Jia-wen， WU Guo-hua

(Computer Department，Zengcheng College，South China Normal University，Guangzhou 511363，China)

Abstract:There are two core issues in building an automatic testing system， the design of Item-bank and the method of generating a paper. The parameters of a paper are varying in different item-banks. In this design， the questions are identified as (ID， type， item， answer， percentile， difficulty， distinguish between degrees， knowledge point， frequency)， and the paper is identified as (title， examining time， date， score， type， paper difficulty， paper-distinguish between degrees， knowledge point， Exposure).

Key words:Item-bank;the method of generating a paper;difficulty;distinguish between degrees;knowledge point

1 引言

傳統的手工組卷方式，教師不僅要從大量的試題集中篩選試題，而且還要考慮考查的知識點、難度及歷次試題的重復信息等，其難度與勞動強度可想而知。不僅如此，大部分老師應該都有這樣的經歷，在組卷時對于試題難度這種抽象的系數總是欠缺依據。另外，對已考試卷的質量分析也要花費教師大量的精力和時間。自動考試系統試題庫的建立為教師出題組卷提供了便利，減輕了工作負擔，也使得試卷出得更加科學合理。

但是，部分考試系統在出題組卷時仍采用一種靜態的方式，即每次出卷都是采用一成不變的題目及難度，使得歷年的考題在學生中實已公開化，從而無法對學生的學習質量進行客觀的審查。即便有隨機出卷功能，所謂“隨機”也只不過是從A、B、C卷中隨機抽取一份，其隨機性是非常有限的，而且三份試卷的重復題也難以保證在30％以下。在自動考試系統的建設中，題庫建設和組卷策略設計便是最關鍵的環節。組卷策略是指在出卷時需要定義試題的一些重要參數以及對這些參數進行變換的邏輯方案，從而由計算機智能地從題庫中隨機抽取題目進行組卷。

而對于試題庫的建設有兩個核心問題：一是能夠自動生成試卷，并滿足不同測試標準的要求；二是能夠令到考試結果客觀地反應出測試者的不同水平。因此，在試題庫的試題設計上，采用以下的數據結構：試題=(編號、題型、題干、答案、難度、區分度、知識點、使用次數)。

2 試題庫中試題及試卷主要參數的定義

試題庫中試題的參數，不同的試題庫不盡相同，但每一門課程至少應有編號、題干、答案、使用次數、題型、難度、區分度、知識點等參數，這些參數反映了試題的基本信息，也是教師組卷必須了解的內容。前幾個參數比較客觀易懂，在此就不再過多解釋。以下是本文介紹的組卷策略幾個重要的參數定義：

2.1 難度

指測驗或試題的難易程度，是試題技術參數中最重要的指標之一，在教育測量中，客觀題難度可以用以下公式計算：

P=1-r/s

式中：P代表試題難度；r為答對該試題的人數；s為參加考試的總人數。

主觀題難度可以用下面公式計算：

P=1-X/Q

式中：P 代表試題難度；X 表示試題的平均得分，Q 表示該題總分。

通過對工作單位的學生答卷進行統計分析，根據試題的正確率定義出難度等級，如表1所示。

這樣，在組卷策略中就可以根據每道題的難度等級不同，合理分配每種難度的題目所占比例，從而進一步組合成不同難度等級的試卷。同樣的，試卷難度也隨出題者的不同而有所不同。

式中，k是試卷所含的題目數，pi和qi分別是第i題的試題難度和分值。

通過再次依據統計分析，總結出不同難度的試題比例分布規律，從而定義出試卷難度等級，如表2所示。此表可作為教師手動出卷的依據之一。

表2 試卷—試題難度比例

值得注意的是試題的難度不應是一成不變的，因為每個班的學生水平不盡相同，所能正確解答的情況也就有所不同；另一方面，即便一道題再難，但是由于學生做的次數多了、熟練了，難題也就相對地變成了易題。所以，在試題庫建設時應根據該試題每次考試的正確率及被抽取的使用次數，依照測量算法實現動態修正，這樣才能科學地、客觀地反映試題的難度。

2.2 區分度

是指試題或測驗對考生實際水平的鑒別或區分程度，它是評價試題質量與篩選題目的重要指標和依據。具有良好區分度的測驗，可以使實際水平高的學生得高分，水平低的同學得低分。一般要求試題的區分度在0.3以上。區分度D在-1至+1之間。D≥0.4時，說明該題目能起到很好的區分作用；D≤0.2時，說明該題目的區分性很差。D值為負數時，說明試題或答案有問題。

客觀題區分度D的計算公式：

D=PH-PL

式中，PH、PL分別為試題高分組和低分組考生的難度值，PH 和PL的計算方法如下：①將考生的總分由高至低排列；②從最高分開始向下取全部試卷的27%作為高分組；③從最低分開始向上取全部試卷的27%作為低分組；④各分組答對該題的人數所占改組總人數的比例即為該題目在分組中的難度。

主觀題區分度D的計算公式

D=(XH-Xl)/N(H-L)

式中，XH 表示接受測驗的高分段學生的總得分數，XL 表示接受測驗的低分段學生的總得分數，N表示接受測驗的學生總數，H 表示該題的最高得分，L 表示該題的最低得分。

整個試卷的區分度，是所有試題區分度的平均值。

2.3 知識點

指試題在教學大綱及考試大綱中所屬的章節知識，是試題技術參數中不可缺少的重要參數之一。該參數便于在試題庫中篩選試題，為教師組卷、選擇考核內容提供了標準。

2.4 題型

指試題的種類，包括選擇題、填空題、判斷題、名詞解釋題、簡答題、論述題、計算題、作圖題以及其他題型。每種題型在試卷中都有一定的比例分配，且關系到試題、答案個數、考察的知識點以及卷面設計等問題，是組卷策略中不可缺少的重要參數之一。

表3 題型—知識點比例表示例

2.5 使用次數

題目的使用總次數可以用來控制題目的曝光度。為了試卷的保密性、公平性和安全性起見，在抽取題目組成試卷的時候，需要控制題目的曝光度。控制曝光度有兩方面的考慮，一是如果題目在規定的日期范圍之后被使用過，本次就不再使用；二是如果有幾個同時都滿足條件的題目可供選擇，那么在抽取試題的時候應該選擇使用次數少的題目，以達到使用上的平衡和控制曝光度的目的。

3 總體參數設置

總體參數是指對試卷的整體屬性的說明，具體有：試卷標題，考試時間，滿分值、平均難度、平均區分度、使用次數、考察的知識點。如果選擇系統自動組卷策略，則需要設置試卷的平均難度；而對于手動組卷方式，則需要設置試卷的難度比例，而不需要設置平均難度。

(1)題庫更新模塊：包括題目的錄入、編輯、增刪等管理，同時要保證題目的科學性與規范性。

(2)組卷模塊：從題庫中怎樣抽取題目組成一個合理的試卷以達到測試的目的，并將生成的試卷保存到樣題庫中，以備以后核對與分析。

(3)考試模塊：學生將答案錄入系統，答卷將被保存到答卷庫中，以備以后試題參數的修訂及成績的質量分析。

(4)統計分析模塊：對學生已交答卷進行統計分析，從而作出考試質量分析報告。

(5)參數變換模塊：對試題庫中的試題參數作出動態的調整，使題庫更客觀，科學。

4.2 組卷流程圖（圖2）

在系統自動組卷的問題上，既要保證題目不會重復，又要保證整份試卷所覆蓋的知識面、總分值等約束條件。實現系統自動組卷采用的是遺傳算法，根據試題的各參數及其權重進行篩選，取誤差最小即最優的方案進行組卷。

5 待完善的問題

(1)試題庫仍需進一步的完善。試題庫中的題量必須達到足夠容量，否則系統每次抽取的題目重復率就會很高，而且很難組成一份科學合理的試卷，這樣就會失去試題庫的價值。另外，試題各參數的設置也不是胡亂拼湊的，必須要有高素質的命題教師隊伍通過論證才能確定。（下轉第319頁）

（上接第314頁）

(2)題庫的保密問題。應用程序使用的賬號應該具有不同的數據庫訪問權限；數據庫系統的用戶名和密碼，需要進一步采用數據加密技術，以密碼形式存儲和傳輸數據；對一些關鍵的數據仍以明文的方式存儲在數據庫中，沒有對數據進行加密。

(3)題庫中部分特殊試題含有圖形、圖表及特殊字符等，在使用上仍然存在一定的局限。

6 結束語

自動考試系統題庫建設是一項長期的、復雜的工作，同時也是一項細致的工作。它的建立能夠由系統自動組卷、評分以及幫助老師進行試卷質量分析，大大減輕了教師工作負擔。系統組卷經過專家的嚴格鑒定以及在實踐中證明是現實可用的，而且也較客觀地反映出學生的掌握水平。但系統仍然存在一定的問題和不足，隨著題庫建設理論和方法的完善，系統的薄弱環節也將得到進一步的解決。

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