基于遗传算法的C语言考试系统组卷算法的实现

李今花

摘要：本系统将组卷算法和试题题库相结合，将改进的遗传算法应用于高校的智能组卷系统中，主要是从算法的染色体编码、初始种群的生成、适应度评价函数、遗传算子和终止判断条件这几个方面进行改进，从而得到满足约束条件的最优试卷，实现教考分离。

【關键词】题库 智能组卷 遗传算法

组卷是一个考试系统的核心部分，通过组卷来决定试卷的题量、试卷的知识点分布、试卷类型及试卷中试题难易程度的分布。一个合理而严密的组卷规则是实现考试规范化、公平化、合理化的重要途径，一个良好的组卷规则应该能够保证每一套试卷在试题范围、难度等方面保持一致性，从而保证整个试卷的信度和试卷的效度。

1 试卷属性及组卷约束条件

一份试卷应具有的属性，一般为试卷的总分、答题总时间、试卷的题型、知识点分数分布、试卷难度、试卷区分度等属性。

1.1 试卷的总分

试卷总分（ ）其中K代表试卷中的总题数，s_n为第n道题的分值。

1.2 答题总时间

答题总时间（

）代表试卷拥有的总题数，t_n为第n道题的答题时间。

1.3 试卷的题型

《c语言程序设计基础》课程试卷题型一般包括单项选择、填空、程序设计、程序改错和程序填空。

1.4 知识点分数分布

知识点分数分布几何SPD={SPD1，SPD2，…，SPDk），其中k表示试卷共有k个知识点。

1.5 试卷难度系数公式

试卷难度系数公式（

）其中P_n为第n题的难度系数，c_n为第n题的分值，k为总题数，S为试卷总分。

1.6 试卷区分度

试卷区分度（

），其中d_n为第n题的区分度，c_n为第n题的分值，k为总题数，S为试卷总分。

根据试卷的属性，获得试卷的约束条件：试卷总分约束（S约束）、答题总时间约束（T约束）、题型约束（TP约束）、知识点分数分布约束（SPD约束）、试卷难度约束（P约束）和试卷区分度约束（D约束），约束条件集合为C={S，T，TP，SPD，P，D）。

2 组卷策略的设计

传统遗传算法中首先是产生初始群体。初始群体是采用随机方法产生，这样产生的初始群体可以提高组卷速率。本文设置的约束条件为：根据用户的需求设置每个题型的题量，这样就保证了在试卷总分为用户需求的前提下，每个试题所包含的知识点都在考试范围即考试大纲要求内。

《C语言程序设计基础》课程试卷题型包含五种，分别使用A，B，C，D，E代表每种题型：A类题型有x个，B类题型有y个，C类题型有z个，D类题型有w个，E类题型有v个，编码方法如表l所示。同一列代表一个题型下的若干试题，在这一段编码中不存在两个或两个以上相同的试题；不同的题型可以采用相同的基因编码，从而保证同一份试卷不存在重题。

根据上面讨论的组卷约束条件，可以用一个矩阵T表达。本文讨论的试卷约束条件为：题型、分值、单题作答时间、所属知识点、试题难度和试题区分度。则获得矩阵Tl：

矩阵的每一列代表约束条件的一个属性，这里共有6个属性：第1列代表题型，第2列代表分值，第3列代表单题作答时间，第4列代表所属知识点，第5列代表试题难度，第6列代表试题区分度。题型、分值、单题作答时间、所属知识点、试题难度和试题区分度这6个属性约束每一道题。矩阵一行代表一道试题。

以一套《C语言程序设计基础》课程试卷为例。试卷卷面分值100分，该试卷拥有的题型为：单选、填空、程序设计、程序改错、程序填空。答题时间为120分钟。其中单项选择题20个，每题2分，单题答题时间2分钟。填空题10个，每题1分，单题答题时间2分钟。程序设计题1个，每题20分，单题作答时间20分钟。程序改错题1个，每题10分，单题答题时间15分钟。程序填空题1个，每题10分，单题答题时间15分钟。获得试卷初步信息表如表2。

如表2所示，在试卷的题型与题量作了约束后，相同题型的试题的分值和单题作答时间相同，保证了试卷总分和考试总时间得以保证。

参考文献

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[2]白东玲，郭绍永.改进的遗传算法在智能组卷系统中的应用研究[J].计算机与现代化，2013，03：10-12

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