智能組卷系統的設計

郭曉君

摘要：隨著計算機網絡技術的發展，基于網絡的在線考試成為現實。設計開發《嘉興南洋學院智能組卷系統（計算機文化基礎）》，能夠將教師從繁瑣的任務中解脫出來，考試結果也更加公平、客觀、準確，能夠體現出學生對課程的實際掌握情況，更符合教學要求。遺傳算法具有較好的收斂性，能夠高效地實現智能組卷，符合在線考試系統的要求。

關鍵詞：在線考試 智能組卷 遺傳算法

中圖分類號：TP18文獻標識碼：A文章編號：1009-5349（2016）13-0243-01

《計算機文化基礎》是嘉興南洋職業技術學院全校學生必修的基礎課程。該課程立足于培養學生對于計算機的實際操作能力。設計開發《嘉興南洋學院智能組卷系統（計算機文化基礎）》，能夠較好地體現學生對該課程的實際掌握程度，體現出該課程的真實教學效果。

一、系統需求分析

從系統的經濟需求、可用性需求、功能需求、性能需求系等幾個方面，進行了系統的需求分析。下面重點探討的是系統的功能需求。

通過對調查數據進行分析，確定了《嘉興南洋學院智能組卷系統（計算機文化基礎）》的功能包括組卷管理、試卷管理、試題管理、用戶管理、系統管理。

組卷管理。該系統的試卷，可以手工組卷，也可以智能組卷。手工組卷由用戶根據考試要求，在試題庫中查詢試題，手工選擇符合要求的試題，組成最終的試卷。智能組卷則要求用戶先輸入組成試卷的各項參數，如試卷難度、考試題型、考察知識點等，由系統根據組卷策略，從試題庫中抽取試題，組成符合需求的試卷。

試卷管理。在試卷管理功能中，能夠對生成的試卷進行管理，如預覽試卷、微調試卷、刪除試卷、查詢試卷等。無論是使用手工組卷，還是使用智能組卷，都可以對生成的試卷進行預覽。如果符合考試要求，則生成最終使用的試卷。如果生成的試卷不符合要求，可以對試卷進行微調，或者刪除試卷，重新生成新的試卷。用戶也可以輸入科目、考試時間、班級等關鍵字，查詢已經生成的試卷。

試題管理。試卷的生成，是由系統從試題庫中抽取試題，自動生成的。試題管理功能可以管理試題庫中的試題。使用該功能，可以向試題庫中添加試題、刪除試題庫中試題、修改試題庫中試題以及查詢試題庫中試題。在操作時要注意保證試題庫的安全性和可靠性。

系統管理。為了保證系統能夠穩定、安全地運行，離不開系統管理功能。該功能主要完成初始化試題庫、設置訪問權限、擴充試題庫、備份與恢復等操作。

二、系統設計

系統雖然能夠以手工組卷與智能組卷兩種方式進行組卷，但還是以智能組卷方式為主。對于智能組卷系統來說，是否能夠生成符合要求的試卷，主要取決于組卷策略的設計。好的組卷策略，能夠高效地進行智能組卷。目前國內使用的智能組卷曾略主要有遺傳算法、回溯試探算法和隨機抽取算法這三種。

隨機抽取算法最簡單，最容易實現，尤其是抽取單道試題速度比較快。對于抽取多道試題，完成一個組卷過程而言，其速度是極其慢的，不適合在線考試。使用隨機抽取算法抽取的題目過于隨意，組卷的成功率也很低。所以，隨機抽取算法并不是一種好的智能組卷策略。

回溯試探算法作為一種有條件的深度優先的算法，其組卷成功率是非常高的。但是，這種算法結構非常復雜，占用的存儲空間比較大，組卷占用的時間比較長。

遺傳算法是一種比較好的智能組卷算法。該算法能夠模擬遺傳機制，進行自然選擇與隨機優化，從而在解空間中搜索出最優解。遺傳算法隨機生成初始種群，而不需要過多的先驗條件。隨后從一個群體開始搜索，而非從一個點開始搜索。在搜索過程中，變異操作可以使算法很好地收斂到較優解上。由此可見，遺傳算法具有智能搜索能力，且具有很好的收斂性，能夠滿足基于網絡的在線考試系統的需求。

三、數據庫設計

智能組卷系統中，試題庫是整個系統的基礎。數據庫的設計必須合理，具有比較少的數據冗余，而且擁有良好的伸縮性，使得數據庫比較容易擴充，以及方便數據庫的維護。因此，在該系統中，數據庫的設計也起著舉足輕重的作用。智能組卷系統涉及到的數據比較多，為了避免大量的數據冗余，不能把所有數據放到同一個數據表中。在該系統中，將關系密切的數據放在同一個數據表中。經過認真的分析以及精心的設計，整個智能組卷系統的數據庫包括用戶表、課程表、知識點表、題型表、組卷參數表、試卷表、答案表等幾個重要的數據表。

經過以上分析，最終確定《嘉興南洋學院智能組卷系統（計算機文化基礎）》采用MySQL數據庫系統創建數據庫，智能組卷的策略采用能夠滿足在線考試系統的遺傳算法。最終實現了系統的組卷管理、試卷管理、試題管理、用戶管理、系統管理等功能，滿足了該課程的實際需求。

參考文獻：

[1]張兵，胡建華.計算機考試系統的研究現狀及基于C/S結構的計算機考試系統的實現[J].硅谷，2009（5）.

[2]許璨.基于自適應遺傳算法的智能組卷策略[J].光盤技術，2008（7）.