基于遗传算法的计算机自适应测试系统的设计与开发

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近年来计算机与网络的快速发展给教育模式带来了巨大的改变,自主学习、协作学习等基于建构主义学习理论和以学生为中心的学习模式代替了以教师为中心的传统教学模式,同时打破了时间和空间的限制。与此同时,基于纸笔的传统考试形式已经不能满足当今多元化教育的需求,而以计算机为基础的自适应测试(Computer Adaptive Test)是解决此问题的新突破。这种考试形式不但减少了教师的重复劳动,提高了工作效率,而且增加了试卷的客观性和科学性,提高了考试的质量,实现真正意义上的“因人而测”。如今,教育测量领域已经广泛引入计算机作为辅助测量手段,如各种计算机、英语等级考试或者职称考试等都将计算机作为考试工具,但其中大多数都是简单地将人工出题改为计算机出题的形式,只是传统考试的“无纸化”形式,并没有从实质上突破传统的经典测试理论,无法实现“因人而测”。因此不是理想的、适应当前教学模式的教育评价方式。本文以项目反应理论IRT(Item Response Theory)为基础,介绍了IRT的基本特点,同时对基于IRT的计算机自适应测试的工作原理进行了阐述,并在此基础上总结了起点选择的方法,提出了测试流程“两步归一”制的改进方案,通过对测试流程的改进,大大减少了与被试能力值相差较远的测试项目,缩短了测试时间和计算量,同时能准确地估计被试能力值。并将自适应测试与组卷算法相结合,以计算机自适应测试结果为依据,利用遗传算法为考生“量身”生成试卷,实现了“因人而测”。同时基于遗传算法开发了具有自适应功能的考试系统,并对遗传算法进行了改进,利用人工干预遗传的方式,将个体局部最优的基因片段人为的组成下一代个体,提高了遗传算法组卷的效率,具有操作性强,准确定位学生的水平,根据不同学生的不同水平提供不同的试卷,实现真正的“因人而测”。最后,完成了该系统的测试工作,对该系统的可行性进行了分析论证,对实验数据进行统计分析,用以指导未来系统的改进工作。
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