智能组卷系统的设计

郭晓君

摘要：随着计算机网络技术的发展，基于网络的在线考试成为现实。设计开发《嘉兴南洋学院智能组卷系统（计算机文化基础）》，能够将教师从繁琐的任务中解脱出来，考试结果也更加公平、客观、准确，能够体现出学生对课程的实际掌握情况，更符合教学要求。遗传算法具有较好的收敛性，能够高效地实现智能组卷，符合在线考试系统的要求。

关键词：在线考试 智能组卷 遗传算法

中图分类号：TP18文献标识码：A文章编号：1009-5349（2016）13-0243-01

《计算机文化基础》是嘉兴南洋职业技术学院全校学生必修的基础课程。該课程立足于培养学生对于计算机的实际操作能力。设计开发《嘉兴南洋学院智能组卷系统（计算机文化基础）》，能够较好地体现学生对该课程的实际掌握程度，体现出该课程的真实教学效果。

一、系统需求分析

从系统的经济需求、可用性需求、功能需求、性能需求系等几个方面，进行了系统的需求分析。下面重点探讨的是系统的功能需求。

通过对调查数据进行分析，确定了《嘉兴南洋学院智能组卷系统（计算机文化基础）》的功能包括组卷管理、试卷管理、试题管理、用户管理、系统管理。

组卷管理。该系统的试卷，可以手工组卷，也可以智能组卷。手工组卷由用户根据考试要求，在试题库中查询试题，手工选择符合要求的试题，组成最终的试卷。智能组卷则要求用户先输入组成试卷的各项参数，如试卷难度、考试题型、考察知识点等，由系统根据组卷策略，从试题库中抽取试题，组成符合需求的试卷。

试卷管理。在试卷管理功能中，能够对生成的试卷进行管理，如预览试卷、微调试卷、删除试卷、查询试卷等。无论是使用手工组卷，还是使用智能组卷，都可以对生成的试卷进行预览。如果符合考试要求，则生成最终使用的试卷。如果生成的试卷不符合要求，可以对试卷进行微调，或者删除试卷，重新生成新的试卷。用户也可以输入科目、考试时间、班级等关键字，查询已经生成的试卷。

试题管理。试卷的生成，是由系统从试题库中抽取试题，自动生成的。试题管理功能可以管理试题库中的试题。使用该功能，可以向试题库中添加试题、删除试题库中试题、修改试题库中试题以及查询试题库中试题。在操作时要注意保证试题库的安全性和可靠性。

系统管理。为了保证系统能够稳定、安全地运行，离不开系统管理功能。该功能主要完成初始化试题库、设置访问权限、扩充试题库、备份与恢复等操作。

二、系统设计

系统虽然能够以手工组卷与智能组卷两种方式进行组卷，但还是以智能组卷方式为主。对于智能组卷系统来说，是否能够生成符合要求的试卷，主要取决于组卷策略的设计。好的组卷策略，能够高效地进行智能组卷。目前国内使用的智能组卷曾略主要有遗传算法、回溯试探算法和随机抽取算法这三种。

随机抽取算法最简单，最容易实现，尤其是抽取单道试题速度比较快。对于抽取多道试题，完成一个组卷过程而言，其速度是极其慢的，不适合在线考试。使用随机抽取算法抽取的题目过于随意，组卷的成功率也很低。所以，随机抽取算法并不是一种好的智能组卷策略。

回溯试探算法作为一种有条件的深度优先的算法，其组卷成功率是非常高的。但是，这种算法结构非常复杂，占用的存储空间比较大，组卷占用的时间比较长。

遗传算法是一种比较好的智能组卷算法。该算法能够模拟遗传机制，进行自然选择与随机优化，从而在解空间中搜索出最优解。遗传算法随机生成初始种群，而不需要过多的先验条件。随后从一个群体开始搜索，而非从一个点开始搜索。在搜索过程中，变异操作可以使算法很好地收敛到较优解上。由此可见，遗传算法具有智能搜索能力，且具有很好的收敛性，能够满足基于网络的在线考试系统的需求。

三、数据库设计

智能组卷系统中，试题库是整个系统的基础。数据库的设计必须合理，具有比较少的数据冗余，而且拥有良好的伸缩性，使得数据库比较容易扩充，以及方便数据库的维护。因此，在该系统中，数据库的设计也起着举足轻重的作用。智能组卷系统涉及到的数据比较多，为了避免大量的数据冗余，不能把所有数据放到同一个数据表中。在该系统中，将关系密切的数据放在同一个数据表中。经过认真的分析以及精心的设计，整个智能组卷系统的数据库包括用户表、课程表、知识点表、题型表、组卷参数表、试卷表、答案表等几个重要的数据表。

经过以上分析，最终确定《嘉兴南洋学院智能组卷系统（计算机文化基础）》采用MySQL数据库系统创建数据库，智能组卷的策略采用能够满足在线考试系统的遗传算法。最终实现了系统的组卷管理、试卷管理、试题管理、用户管理、系统管理等功能，满足了该课程的实际需求。

参考文献：

[1]张兵，胡建华.计算机考试系统的研究现状及基于C/S结构的计算机考试系统的实现[J].硅谷，2009（5）.

[2]许璨.基于自适应遗传算法的智能组卷策略[J].光盘技术，2008（7）.