基于改善遗传算法组卷系统探讨

随着互联网和计算机技术的发展,教育领域与网络的结合更加紧密。随着越来越多教学内容的电子化和网络化,在教学活动中一直扮演重要角色的考试环节也在进行网络化的尝试。网络教学为学生的学习创建了广阔自由的环境,提供了丰富的资源,拓延了教学时空的维度,使现有的教学内容、教学手段和教学方法碰到了前所未有的挑战。随着计算机及网络技术的迅猛发展,考试方式发生了巨大的变化。使用计算机化的考试系统可大大缩短考试周期,减少教师的重复劳动,提高工作效率。而智能组卷方式通过提高试卷质量,增加了考试的科学性和客观性。对于试题库系统而言,能天生|教育论文网|符合要求的试卷并对其测试结果进行一定的分析是两项最根本的功能要求。智能组卷能最有效地把专家们的知识和组卷经验与计算机技术结合在一起,天生|教育论文网|符合要求且比较客观和规范性好的试卷;同时使用起来较为方便,对操纵职员几乎没有什么专业上的要求。而用智能组卷系统天生|教育论文网|的试卷对学生进行测试,对测试的结果进行科学的分析,能够较正确的获得学生对所教授的知识的掌握情况,并且根据所反馈的信息诊断学生的疑难知识点,进行相应的教材反馈,以完善试题库系统智能组卷,进而指导学生有针对性的学习。近几年,国内不少单位都在研制和使用智能组卷系统和各种试卷分析方法,并在很多方面已取得成功,但在功能和性能尤其是实用性、智能化上都存在一些缺陷。所以研发并开发实用性更强、智能化更高的试题库组卷系统以帮助教师在工作和学生在学习中方便地使用它,是目前亟待解决的问题。本文重点是基于改进遗传算法的组卷系统的研究与实现。计算机智能组卷的目标是求解出满足用户需求参数的一套最优试卷,因此组卷问题是一个典型的约束满足问题的求解过程。遗传算法(GeneticAlgorithm,GA)是近几年发展起来的一种崭新的全局优化算法,由于自身的全局搜索性、随机性、高度的并行性和较好的编码方式,非常有利于求解此类问题,因此本文使用遗传算法对组卷问题进行求解。通过借用了生物遗传学的观点,选择、遗传、变异等作用机制,实现个体适应性的提高。本文具体的阐述了组卷问题的基本理论及原则,总结了组卷过程中涉及的约束条件,在此基础上建立了组卷问题的数学模型。同时,针对遗传算法本身易过早收敛的缺陷,先容了遗传算法早熟的成因、常见预防措施等。在传统遗传算法的基础上,对算法中的选择部分采用了模拟小生境的方法,针对遗传操纵中个体的替换策略进行了改进,并通过对比试验对改进的算法的全局寻优性能、效率和有效性进行了验证。试验表明,改进算法具有较好的克服早熟的能力,在全局搜索性及收敛速度上较传统遗传算法具有明显的提高。通过应用于在线考试系统中,改进后的组卷算法,组卷速度快,组卷质量较好,能够满足实际组卷需求。【关键词】：考试系统遗传算法小生境策略组卷策略
【论文提纲】：摘要4-6Abstract6-11第1章绪论11-151.1概述11-141.1.1课题提出111.1.2课题的研究目的和意义11-121.1.3国内外组卷研究状况121.1.4自动组卷算法的研究现状12-141.2本选题主要研究内容14-151.2.1研究目的141.2.2研究的主要内容14-15第2章组卷问题的基本理论及数学模型15-262.1自动组卷问题的理论基础152.2组卷的基本原则15-162.3试题的基本属性指标16-182.3.1试题类型162.3.2试题难度16-172.3.3试题的区分度17-182.3.4认知层次182.3.5度182.4衡量试卷质量的指标18-192.4.1试卷的信度18-192.4.2试卷的效度192.5组卷模式19-252.5.1组卷约束条件与指标体系19-202.5.2试卷难度分布计算模型20-212.5.3组卷约束条件的数学模型21-232.5.4组卷问题的目标函数23-252.6本章小结25-26第3章遗传算法在组卷策略中的研究26-403.1常用的几种组卷算法的对比分析26-273.2遗传算法27-313.2.1遗传算法简介273.2.2基本遗传算法的构成要素27-293.2.3基本遗传算法的流程描述29-303.2.4遗传算法存在的问题30-313.2.5克服早熟的常见措施313.3改进后遗传算法的基本思想31-333.3.1操纵概率的自适应调整323.3.2基于小生境技术的遗传算法32-333.3.3将小生境技术中的排挤机制引入到组卷中的替换策略333.4仿真实验33-403.4.1算法参数研究34-363.4.2改进点对算法实现影响的研究36-40第4章智能组卷系统的设计与实现40-514.1系统的实现思想40-454.1.1需求分析404.1.2智能组卷系统的功能目标404.1.3系统性能需求40-414.1.4考试相关设计41-434.1.5整体结构及开发平台和开发工具43-454.2系统实现45-474.3代码实现47-51第5章总结与展望51-52参考文献52-55作者简介55-56致谢56