英语智能导师系统中测试模型的研究

贾萍

摘 要： 结合英语学科的特点，为英语智能导师系统设计了一个测试模型，该测试模型包含题库维护和个性化组卷两大模块。试题库维护模块采用了基于项目反应理论的方法进行试题指标体系的建立和参数的估计；组卷模块是一种考虑遗忘程度的个性化遗传组卷算法（PGAFF）。模拟仿真实验表明，PGAFF算法应用于组卷时组卷质量较好，能够根据被试者的学习掌握情况为被试者生成试卷，进行个性化测试。

关键词： 计算机辅助测试； 智能组卷； 遗传算法； 项目反应理论

中图分类号： TN911?34； TM417 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）05?0121?05

0 引 言

简单的英语测试系统虽然能够进行自动组卷，相对传统考试减少了组卷和阅卷的时间，能够辅助教师完成测试过程，但往往没有考虑被试者的能力水平，使得试卷过难或过于简单，测试效果不佳，不具备智能性和自适应性[1]。针对这一弱点，提出一种引入遗忘因子的个性化遗传组卷算法PGAFF（Personal Genetic Algorithm with Forgetting Factor），建立组卷模型，能够为不同的被试者提供不同的试卷。该组卷模型考虑了用户的历史答题情况，根据用户对试题的答题正确率和遗忘程度，使用PGAFF算法为用户生成可以考察其弱点的试卷。

本文以建立英语智能导师系统的测试模型为目标，以遗传算法和项目反应理论为基础，对题库的指标体系、学生个性化答题信息、组卷算法进行了设计与实现，针对英语学科具体的测试内容设计了一个测试系统，该系统能够实现题库管理、参数设定、试卷生成、在线考试等功能。它的主要功能模块包括：

（1） 题库管理模块：包括对试题库的管理模块，主要实现对各个试题及其属性的维护工作，具体包括试题的添加、修改及删除，以及试题属性值的计算与更新。

（2） 组卷模块：考试系统的核心是组卷算法，组卷的成功率和效率以及组卷质量都是衡量考试系统功能的重要标准。本研究使用改进的遗传算法从试题库中抽取试题组成试卷。

（3） 考试模块：在此模块中用户可以进行答题，系统可以自动计时，用户提交试卷后由系统对答题情况进行评分。

1 题库建立和参数估计

1.1 试题指标体系

试题指标体系是对试题外在特征、内在属性的描述，是建立组卷系统的关键[2]。试题的指标体系越充分，组卷的准确性和成功率就越高，但过多的约束条件会增加实际组卷的难度，降低效率。本研究基于IRT确立试题的指标体系，包括题号、题型、知识点、难度系数、区分度、分值等属性。其中根据五级难度级别进行划分，如表1所示。

5 结 论

本文对PGA算法进行改进，引入遗忘度，并将基于正确率和遗忘度的学生个性化掌握信息添加进遗传算法的目标函数和遗传算子中，提出了一种考虑遗忘度的改进的个性化遗传组卷算法PGAFF。实验证明，该算法能够针对学生对试题的掌握度为学生选取遗忘度较大或正确率较低的试题生成试卷，帮助学生巩固试题，加深记忆，且执行时间较短，具有很好的应用性和高效性。

参考文献

[1] 王茶生.教育测量理论在网络考试系统中的应用[D].上海：华东师范大学，2007.

[2] 王秋红，陈明锐.精英交叉遗传算法在组卷系统中的应用[J].电脑知识与技术，2013，19（35）：8078?8080.

[3] COLORNI A， DORIGO M， MANIEZZO V. Distributed optimization by ant colonies [C]// Proceedings of 1991 ECAL Euro?pean Conference on Artificial Life. Paris： ECAL， 1991： 134?142.

[4] 谭新良.基于整数编码和自适应遗传算法的智能组卷算法[J].电脑与信息技术，2007，15（4）：33?35.

[5] SHARAPOV R R. Genetic algorithms： basic ideas， variants and analysis [C]// Proceedings of 2007 International Conference on Segmentation and Pattern Recognition. Vienna： IEEE， 2007： 546?551.

[6] KUMAR R. Blending roulette wheel selection & rank selection in genetic algorithms [C]// Proceedings of 2011 3rd International Conference on Machine Learning and Computing. [S.l.]： IEEE， 2011： 197?203.