建立智能题库，为每位学生“量身定制”考卷

北京市实美职业学校 刘丽平 贾劲华

考试作为衡量学生某种能力和水平的工具，是学习型社会中确保教育质量的重要衡量标准，并深入到社会的各个方面。基于传统测试理论的计算机辅助测试以固定的测试时间与测试题目数而忽略了学生的个体差异，导致很多无效试题与时间的浪费并挫败学生的信心，计算机自适应考试（CAT）随着计算机技术的发展和个性化学习的需求而得到越来越多的关注。

一、什么是CAT

CAT的基本思想是：计算机先通过一些试探性试题来初步估计学生的学习水平，再根据选题算法从题库中选择与学生水平相近的题目继续施测，每施测一题都重新估计学生的能力，并不断重复这一过程。随着学生所做题目的增多，计算机对其能力的估计精度也越来越高，最后其估计值将收敛与一点，该点就是学生能力较精确的估计值，其施测过程见图1。

图一 自适应考试施测过程

这种考试方式始终围绕着每个学生的能力进行，题目针对性强，更加突出了学生的主体地位和个性化需求，大大提高了考试的效度和信度，降低了考试所用的题目数量从而提高了考试的效率。

二、自适应性智能试题库的功能模型

本智能题库的设计目标一方面能动态跟踪学生的测试过程，根据暴露出的问题进行机器学习，自动调整试题库的难度系数，使自动组卷的依据更科学，对于教师也能根据不同学生群体的特征，调整教学重、难点。另一方面能根据考核结果，将出错的知识点提取出来，运用信息推送技术，自动推出相关的学习资料和测试资料，确保学生能更好地掌握和巩固暴露的学习瑕疵。有效解决了学生学习资源的快速查找与定位，从而提高了学习质量和学习效率，更能适应个性化的学习要求。

本题库功能模型中各模块的功能介绍如下。

用户身份核实模块：通过用户名和密码，核实学生身份的合法性。

考试模块：负责接收学生的考试请求、自动组卷、维护用户的考试、判卷，并将考试结果反馈给信息传送模块和自学习整定模块。

自学习整定模块：负责接收考试模块反映出的每道题的考核结果，据此调整试题库中相应试题的属性，并定期对试题库试题难度系数进行整定。

自动组卷模块：负责接收用户组卷规则要求并完成组卷，还可根据学生暴露出的问题生成再测试试卷，以利于学生进一步的巩固和提高。

信息传送模块：将考试结果推送给用户并生成用户日志。利用基于网络的数据挖掘技术动态分析日志，向学生推出在线成绩簿、进步幅度图、学习进度表及需深入学习的知识点、相关的辅助复习资料等。

试题库模块：用于存储试题。试题库中的试题按题型、考核科目、知识点、难度系数的不同分类管理。

知识库模块：知识库模块：用于存储知识点。

三、题库建设及动态维护

题库管理模块主要完成题库的建立及动态维护工作。

题库管理模块主要有三大功能，具体解释如下。

1．题库的建立部分

负责题库从最开始的规划到最终试题入库的整个过程，包括如下功能模块。

确定题库性质：即在建立题库前，确定题库试题的样式，明确试题测量范围与目标要求，设定题库的适用对象与主要功能。

开发试题：命题计划的编制是在题库总体设计指导下进行的，编题计划要考虑题量、题型、试题分布、目标要求等方面。编题计划设计好后，就可按计划着手编题。编题可以组织专家命题，也可从有关资料中选题，或者向社会征题。

选取IRT模型：即选取一种数学模型，模拟项目特征曲线，再用项目特征参数估计潜在特质，是CAT系统建设的首要问题。

估计试题参数：即确定库中每道试题的项目特征参数。为确保自适应优质试卷的生成，题库建设中就要提供必要的、科学的试题参数。而测验质量好坏则取决于对学生能力值的估计准确与否。

试题质量审核：试题定性分析包括检查试题是否符合编题计划、是否有价值，试题表述是否通俗易懂、是否会产生歧义等；试题定量分析就是根据所选择的数学模型，通过试测估计试题的各种参数如项目区分度、项目难度、项目猜测参数以及被试的能力估计值。

试题编码：可提供方便的试题提取。

2．系统的管理部分

负责日常的管理工作，如学生身份的验证、数据的存储管理等。还应有统计分析功能，它可以将题库的质量等指标反馈给管理者，作为题库发展的依据。

3．题库的维护部分

包括如下几个部分。

查询功能：可提供方便的题库查询功能，题库管理者可以根据题型、难度或复合条件查询题库中的题目。

更新题库：可提供题库试题的添加、删除、更新功能。当题库被更新时，注意要能够将新的题目与题库中原有题目的参数等值到同一个量表系统上。

试题参数的调整：每次考试完成后，能对试题与学生能力进行校准以评估试题质量的好坏、试题内容是否有偏颇，以及对试题IRT参数进行调整。

参数分布监控：当题目参数和知识点参数的分布不合理时给出警告信息，方便题库管理员及时的对题库的参数进行调整。

CAT系统以其试题的难度、数量自适应学生个性化需求，能为每位学生“量身定制”试卷，并对学生能力水平较精确的估计而日益得到教育界的重视。本文设计了一个适应于CAT系统的题库，阐述了本题库功能模型、建设和动态维护，此题库能够主动适应学生的特质水平，动态抽取试题，缩短测试时间，提高测试结果的精确度，并能根据学生的考试结果动态分析学生的学习状态，再运用信息推送技术，有针对性地向学生提供个性化的学习资料和信息，从而能够更好地适合不同学生的特点，有利于提高学生的学习实效性。本题库建设方案主要应用于客观题方面，如何将主观性试题纳入到本题库中，还有待于进一步研究。