在線考試交卷時間與考試成績對應分析實證研究

張永賓，郭　紅，王　攀

（黑龍江科技大學管理學院，哈爾濱150022）

在線考試交卷時間與考試成績對應分析實證研究

張永賓，郭紅，王攀

（黑龍江科技大學管理學院，哈爾濱150022）

在線考試系統(tǒng)應用范圍越來越廣，許多學者在試題管理、自動組卷、自動閱卷等多方面采用不同的技術和方法進行研究，使在線考試系統(tǒng)能夠解決實際問題，盡量保證在線考試的公正和公平。本文首先從技術開發(fā)、自動組卷和考試安全角度進行文獻解讀，發(fā)現(xiàn)沒有對考試數(shù)據(jù)進行深入分析，本文結(jié)合對應分析的方法及計算步驟，以我校自行研發(fā)“在線考試系統(tǒng)”中的數(shù)據(jù)為基礎，對兩個考試科目的數(shù)據(jù)的交卷時間與考試成績關聯(lián)性進行實證分析。

在線考試系統(tǒng)；對應分析；交卷時間；考試成績

0　引言

隨著信息技術在教育各領域不斷發(fā)展，在線考試應用范圍越來越廣。在線考試與傳統(tǒng)考試相比具有許多的優(yōu)點，可以節(jié)省組卷、批閱試卷的時間，降低人為組卷及批閱試卷的錯誤，節(jié)省印卷的紙張等?？荚囎钪饕氖强荚嚨墓脚c公正，在線考試在組卷、考試和批閱試卷等過程中，可以避免了人為的失誤，能夠最大程度給考生公平的成績。本文首先對在線考試的自動組卷、考試安全和自動閱卷進行分析，然后采用對應分析算法對我校在線考試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫原理與應用考試科目的交卷時間與考試成績之間的關聯(lián)性進行分析。

1　在線考試研究現(xiàn)狀

在線考試的技術、方式、方法趨于成熟，研究內(nèi)容主要集中在開發(fā)技術、考試安全及自動組卷等方面。

1.1開發(fā)技術

在線考試系統(tǒng)可以由不同的開發(fā)技術來完成，設計模式也不盡相同。在線考試不僅可以在局域網(wǎng)（LAN）范圍內(nèi)進行應用，也可以在互聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)進行應用。在線考試大部分都是基于Btows/Setvet（B/S）結(jié)構(gòu)，很少采用C1ient/Setvet（C/S）結(jié)構(gòu)。許多學者采用基于Web、J2EE、云計算等都是基于B/S結(jié)構(gòu)，B/S結(jié)構(gòu)可以大大減少客戶端維護的工作量，在客戶端只需要瀏覽器即可，而重在服務器的開發(fā)和設計，開發(fā)技術如NET、JSP（JAVA SERVER PAGE）、PHP（Hypettext Pteptocessot）等。隨著手機終端的不斷發(fā)展，有的基于Andtoid開發(fā)在線考試系統(tǒng)，有的基于云計算的SaaS模式開發(fā)在線考試系統(tǒng)，云計算的在線考試是一個發(fā)展趨勢，但要在教育界進行推廣，還需要社會各方的支持和協(xié)作。

1.2考試安全

安全主要是指考生不能夠作弊，保證考試的公平與公正。許多學者從設計過程中來防止作弊，有的從自動組卷算法和基于ActiveX控件的防作弊策略。有的局域網(wǎng)內(nèi)設置監(jiān)控服務器，負責監(jiān)控局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)包，并對數(shù)據(jù)包進行分析，若發(fā)現(xiàn)有非法的數(shù)據(jù)包，就切斷連接，從而實現(xiàn)在線考試的監(jiān)考功能。有的通過De1phi編程對Windows底層API的USB端口管理方法能有效地監(jiān)控和管理USB端口，從而保證考試的公正性和權(quán)威性。

1.3自動組卷

在線考試系統(tǒng)中重要的是考生試卷，考試試卷由不同類型的試題組成，一般在線考試的主要題型是單選、多選、判斷等客觀題型。考試的試卷可以是相同的試題，也可以是不相同的試題。自動組卷是在線考試系統(tǒng)的關鍵的一個功能，許多學者采用遺傳算法進行組卷。

綜上所述，隨著新技術不斷出現(xiàn)，設計在線考試系統(tǒng)的開發(fā)方法會更加廣泛，對在線考試系統(tǒng)研究的方法也越來越多，但對考試數(shù)據(jù)進行分析的較少，基于此，本文采用對應分析的方法，對在線考試系統(tǒng)中的交卷時間與考試成績數(shù)據(jù)的進行對應分析。

2　對應分析的基本原理及步驟

2.1對應分析基本原理

對應分析是一種多元統(tǒng)計分析技術，也是強有力的數(shù)據(jù)圖示化技術。研究由定性變量構(gòu)成的交互匯總表來揭示變量間的聯(lián)系。交互表的信息以圖形的方式展示。主要適用于有多個類別的定類變量，可以揭示同一個變量的各個類別之間的差異，以及不同變量各個類別之間的對應關系，適用于兩個或多個定類變量。對應分析是將R型因子與Q型因子分析結(jié)合起來進行統(tǒng)計分析，將R型和Q型分析內(nèi)在的聯(lián)系同時反映到相同的坐標軸的一張圖形上，以便于對問題的分析。

2.2對應分析算法步驟

（1）對不同指標的量綱不同，對指標進行處理得到原始數(shù)據(jù)陣X＝（xij），計算概率矩陣P。

（2）由原始數(shù)據(jù)陣轉(zhuǎn)換成過渡矩陣Z＝（zij），其中，

（3）進行因子分析，R型因子分析，計算協(xié)方差A=ZZT的特征值λ1≥λ2≥…≥λp，按前m累計貢獻率的特征值λ1≥λ2≥…≥λm，并計算相應的單位特征向量u1，u2，…，um，從而得到R－型因了載荷矩陣：

Q型因子分析對上述m個特征根λ1≥λ2≥…≥λm，計算對應的矩陣B=ZZT單位特征向量Zu1?V1，Z u2?V2，…，Zum?Vm，從而得到Q-型因了載荷矩陣：

最后，在兩兩因子軸平面上作變量點圖，并對二維圖進行分析。

3　交卷時間與考試成績實證研究

在線考試系統(tǒng)最主要的作用是衡量考生考試科目的學習效果，考試成績是其中重要的組成部分，一般情況下，主要查看成績是否符合正態(tài)分布即可。本文以我校2012年研發(fā)的在線考試系統(tǒng)為例，采用J2EE及AJAX技術設計的在線考試系統(tǒng)，本在線考試系統(tǒng)可以對多考試科目進行在線考試，主要功能有試題的管理、考生的管理、自動組卷、自動閱卷及考試成績分析等。我校采用集中場地進行在線考試，每次考試配備2～3名監(jiān)考人員，以保證考試的公平與公正。在多年的應用過程中，積累了大量的考試數(shù)據(jù)，本文對2013年至2015年的數(shù)據(jù)庫原理與應用考試科目的實證數(shù)據(jù)進行研究，共計2 065名考生的考試成績及其他輔助數(shù)據(jù)進行綜合分析，采用對應分析方法對交卷時間及成績之間的關聯(lián)性進行實證分析。

3.1數(shù)據(jù)形式及處理

我校在線考試系統(tǒng)從考生開始考試后每15秒將服務器的時間進行更新，考試時間以秒計算，考生可以自行交卷，也可以“考試時間到0”自動交卷。對于數(shù)據(jù)庫原理與應用這門考試科目，考試時間共計2 700秒，試卷結(jié)構(gòu)有單選題、多選題、填空題、SQL題四種題型，滿分為100分。

原始數(shù)據(jù)中考試時間是0～2 700，考試成績是0～100。將原始數(shù)據(jù)的考試時間設定為9個定類尺度，詳見表1。

利用Exce12010完成基本的操作，采用SPSS 19軟件進行對應分析操作得到結(jié)果如表2所示。

表2　考試時間和考試成績對應分析統(tǒng)計量

其中，x2=318.775

通過以上計算得到R-型因子載荷矩陣和Q-型因子載荷矩陣：

最后在因子軸平面作變量點圖，如圖1所示。

圖1　數(shù)據(jù)庫原理與應用交卷時間與考試成績的變量點圖

3.2數(shù)據(jù)庫原理與應用科目的結(jié)果分析

由于檢驗交卷時間與考試成績兩個屬性是否有顯著關聯(lián)性的假設檢驗。原假設“H 0：交卷時間與考試成績沒有顯著相關性”，而從表2檢驗結(jié)果中的Sig.=0.00，小于顯著性水平0.05，因此在顯著性水平為0.05的條件下，拒絕原假設H0，認為“交卷時間與考試成績間存在顯著相關性”。

從表2中可以看出，奇異值代表行變量與列變量的相關系數(shù)，第一維度上的相關系數(shù)為0.287。慣量指的是特征值，用來說明各個維度能夠解釋列聯(lián)表中兩個變量之間的關聯(lián)程度，在第一維度和第二維度的慣量分別為0.083和0.050，與之相對應的貢獻比例為53.5%和32.5%，累積貢獻比例為53.5%和86%。說明兩個維度能夠解釋信息總量的86%80%。因此，可以在二維圖形反映二者之間的關系。

從圖1中可以看出在考試時間15分鐘之內(nèi)交卷的考生非常少，得分在“G20～30分”與“T5～10分鐘”距離較近，表明一些考生在5～10分鐘之間交卷，并沒有認真答題，考試態(tài)度不認真，成績比較低?！癎60～70分”與“T15～20分鐘”距離較近。得分在“G20分以下”，“G30～40分”和“G40～50分”與“T40～45分鐘”距離較近，表明許多考生能夠堅持到考試的最后，但成績并不是很高。反而“G70～80分”“G80～90分”和“G90～100分”與“T30～35分鐘”距離較近，表明能夠考高分的考生不會堅持到考試的最后。“G50～60分”與“T15～20分鐘”“T20～25分鐘”“T35～40分鐘”“T40～45分鐘”距離相差不多，表明考生在規(guī)定的考試時間達到50～60分是能夠做到的，表明考生的態(tài)度端正，認真答題的情況下達到50分以上的成績是可能的。

總體反映出在考生認真答題的情況下，在規(guī)定的考試時間內(nèi)應該能夠及格。考得高分的考生并不一定是答到最后的考生，在30～35分鐘（占考試總時間的66.67%～77.78%）交卷的考生得到高分的比例較高。

4　結(jié)語

本文通過對應分析的方法及計算步驟進行分析，以數(shù)據(jù)庫原理與應用考試科目進行分析，發(fā)現(xiàn)交卷時間和考試成績之間存在顯著性相關關系。但實證研究還存在一些不足，本文選取的考試科目試卷結(jié)構(gòu)與其他考試科目不相同，是不是具有一定的代表性還有待進一步研究。在今后的應用過程中再擴展一些試卷結(jié)構(gòu)相同的考試科目，更深層次挖掘在線考試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。

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