利用文本相似度改進(jìn)遺傳算法的組卷實(shí)現(xiàn)與研究

王慧敏

摘 要： 在分析遺傳算法適應(yīng)度對遺傳算法收斂性影響的基礎(chǔ)上，針對試題試卷部分的信息參數(shù)和評價指標(biāo)，對遺傳算法在組卷中的應(yīng)用進(jìn)行了具體的論述，分析了遺傳算法在組卷系統(tǒng)中各個部分的實(shí)現(xiàn)方法，提出了組卷模塊的體系結(jié)構(gòu)。針對遺傳算法本身的原理特性進(jìn)行討論，研究其理論基礎(chǔ)及其所具有的過早收斂的“早熟”現(xiàn)象，并利用排擠算法的早熟現(xiàn)象將組卷系統(tǒng)中的遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)。隨后建立向量模型進(jìn)行快速的試題相似性檢測，使考試內(nèi)容和考試質(zhì)量得以提升。最終將研究結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗對比與分析，并對研究結(jié)果進(jìn)行了工程實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞： 組卷； 遺傳算法； 相似性檢索； 小生境算法； 對比實(shí)驗

中圖分類號： TN911?34； TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）05?0117?04

網(wǎng)絡(luò)化教育以其高速快捷和大信息量被廣大學(xué)習(xí)者認(rèn)可，而網(wǎng)絡(luò)化考試作為網(wǎng)絡(luò)化教育的主要組成部分之一[1]，成為研究者們熱衷的課題，其中研究點(diǎn)之一就是智能組卷系統(tǒng)。智能組卷系統(tǒng)應(yīng)用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)理論，根據(jù)學(xué)習(xí)者的需求和考試試卷的特點(diǎn)建立數(shù)學(xué)模型，再依靠計算機(jī)強(qiáng)大計算能力“智能”地找到學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)和需求，使計算機(jī)不斷向智能化、人性化的方向邁進(jìn)，在教育領(lǐng)域更加體貼的為學(xué)習(xí)者服務(wù)[2]。

近年來不斷有學(xué)者對考試智能組裝試卷的方法進(jìn)行研究和探索[3]。而如何更準(zhǔn)確地利用計算機(jī)智能的產(chǎn)生出具有針對性的、難度適中的、范圍準(zhǔn)確的考試試卷就成為了網(wǎng)絡(luò)化考核之中又一個重要的研究環(huán)節(jié)。本文提出了將試題文本作為組卷參數(shù)之一的改進(jìn)模式，通過對相似試題文本的排除達(dá)到遺傳算法中早熟現(xiàn)象的免疫[4]。同時增加考試試卷的多樣性。其次，提出遺傳算法框架模式并研究遺傳算法中適應(yīng)度函數(shù)對函數(shù)收斂速度的影響。最后對研究算法進(jìn)行測試，并對結(jié)果進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。

1 遺傳算法在組卷中的應(yīng)用

1.1 目標(biāo)函數(shù)及適應(yīng)度函數(shù)

實(shí)際應(yīng)用中，可能不會需要上述如此多的約束條件，比如只需要約束試卷的難度與題型分布，或者難度與知識點(diǎn)的分布等，對每一方面都做到完好的滿足可能要花費(fèi)很長的組卷時間，甚至組不出滿足要求的試卷，這時需要在一定程度下放寬對組卷的約束要求。并且對于不同的約束條件，其容忍的誤差也會有所不同。因此需要設(shè)定目標(biāo)函數(shù)為：[F=X1，X2，…，Xn。]其中：[X1]為組卷需求中第[i]項約束條件取值變量；[F]為目標(biāo)函數(shù)值，而[X1，X2，…，Xn]全部取到需求點(diǎn)時即為[F]的極值。適應(yīng)度函數(shù)則由[F]的目標(biāo)函數(shù)映射為非負(fù)、極大函數(shù)，以滿足遺傳算法中優(yōu)勝劣汰的思想。

4 結(jié) 論

本文從現(xiàn)有的智能組卷技術(shù)出發(fā)，分析了組卷過程中涉及的經(jīng)典測試?yán)碚摵晚椖糠磻?yīng)理論的信息參數(shù)和評價參數(shù)。利用小生境排擠機(jī)制和調(diào)整遺傳算子的辦法避免了組卷算法中早熟現(xiàn)象的發(fā)生。建立了向量空間查詢模型，并對研究結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗對比和分析，最終依照實(shí)際應(yīng)用，建立了一套高效的、智能的、符合用戶測試需求的組卷系統(tǒng)。分析實(shí)驗結(jié)果表明，利用文本相似度改進(jìn)遺傳算法實(shí)現(xiàn)的組卷系統(tǒng)具有較高的實(shí)用價值。隨著人工智能與語言技術(shù)的進(jìn)步，更為準(zhǔn)確、高效的文本分析將會被應(yīng)用于組卷算法中，從而產(chǎn)生更為人性化的測試試卷。這也將成為本課題下一步的研究重點(diǎn)。

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