摘 要：随着信息化的普及，考试系统成为了应用热的之一。而组卷是考试系统的核心功能之一，如何科学高效的组卷越来越受到人们的关注。本文通过分析和设计符合自身考试系统的组卷算法来实现考试系统组卷功能的实现。
关键词：考试系统；组卷；算法
1.引言
智能组卷是考试系统的核心功能之一，智能组卷就是指考试系统从题库中抽取试题，得到满足教师需求的考试试卷。在网络交互环境中，教师希望能够在较短的时间内组合成一份或若干份既符合需求，又具有随机性的试卷。各种研究显示，智能组卷的研究的重点在于组卷算法。
2.已有组卷算法简介
许多学者对组卷算法进行了研究，比较常见的有随机法、回溯法、遗传算法三种。
（1）随机法
随机法是指依据已经确定的试卷标准进行随机抽取试题，最终组合成试卷的算法，它是组卷算法中最为常见的算法。随机法是通过抽调过程的不断重复，直至组卷过程的完成或者无法抽取满足用户需求试题为止[1]。
用随机法进行组卷，其过程非常简单，但其具有不可回溯的性质，是依据当前的试卷标准来选择试题。随机算法虽然简单，但研究表明，在一定的限制条件控制下，其可以选择出满足需求的试卷[2]，同时使用随机法进行组卷可以通过均匀选取方式体现试卷的公正性，更好的避免作弊。
（2）回溯法
回溯法属于深度优先算法的一种，是对随机算法的一种改进。回溯法随机抽取第一状态，并记录下来，当搜索失败后，释放上次记录的状态类型，然后通过来回不断的回溯试探，直到组卷的完成[3]。
（3）遗传算法
遗传算法由于其自适应和良好的搜索技术得以流行开来。它是模拟生物界的自然选择和遗传变异的机制来求解复杂问题的随机搜索和优化算法[4]。遗传算法对于复杂和非线性的问题可以较好的解决，在机器学习、组合优化等方面得到了广泛的应用。由于遗传算法的核心思想也是在一定的要求下找到最佳的方案，这和智能组卷算法的本质是一样的。
在随机算法、回溯算法和遗传算法中，笔者认为随机算法是比较适合考试系统的。这是因为随机算法成卷率高，且试卷质量相对较好[5]。回溯算法和遗传算法是在组卷模式确定后，然后这个模式进行成卷，这样会导致对试题查找范围比较特点的问题。
3.组卷方案设计
（1）组卷方案
组卷方案是指对成卷的约束性条件。组卷就是依据约束条件，在题库中抽取符合这些约束条件的试题以形成试卷的过程。这些约束条件其本质就是对教师对试卷的要求转化成系统能够操作的试题属性，然后系统根据相应的属性来随机选择相应的试题。
笔者依据现有题库中的试题属性来制定组卷方案。试题属性一般有题目类型、题目内容及相应的参考答案、所属章节、难度系统、所属知识点等属性。依据以往的成卷经验来看，如果组卷方案中，约束条件过多将会降低成卷的效率，容易造成组卷算法徘徊不前的状态。
其实通过分析可以得知：各个约束条件是有重要性程度的不同，应该选择重点的指标，尽可能满足成卷质量的前提下以提高组卷效率；而且各个约束条件其实会存在一些内部联系，完全可以对其进行精简。
（2）试题属性设置
题库是组卷的基础与保障，题库的全面与准确对组卷来说是至关重要的。笔者在专家建议及文献参考下，将试题属性确定为以下几个方面：
除了以上属性外，还包括试题能力要求、知识点程度要求等其他属性，这些属性在组卷方案中也时常被提及。
（3）组卷方案组成
一个完成的组卷方案一般是由组卷参数定义、试题属性定义和变换说明三个部分组成[6]。
1）组卷参数定义：该定义就是明确最后的成卷是由哪些约束条件组成的，也就是成卷的目标参数。
2）试题属性项定义：该定义就是将我们组卷的约束条件以计算机能够识别的形式展现，我们采用进行对试题进行唯一性编码，这样就可以实现用代码信息来替代试题信息。系统不需要了解这些代码背后所隐藏的信息和内容。
3）变换算法：它既是对抽取试题算法的一个说明。变换算法所包含的内容就是系统如何从题库中抽取符合约束条件的试题以成卷的过程。
4.组卷算法流程
（1）组卷约束条件
通过详细的分析与专家访谈，我们以精简实效为原则进行约束条件的设定。约束条件主要为：一个试题不会在同一试卷中出现两次；而且我们要求试题的难度系统、试题知识点和试题所属章节符合一定的要求
（1）首先从组卷方案中读出试卷参数，然后读出试题数和分值，系统以章节百分比权值生成每一章节的试题数，随后开始扫描题库生成试题。
（2）系统判断是否所有分配试题的章节已经扫描完毕，如果是，则组卷完毕，如果不是，则在待扫描章节中以难度系统树为权值生成试题数，然后从当前章节中随机抽屉
（4）判断该试题是否在本次组卷中已被使用，如果是，则再次随机抽题；如果否，则进入下一步骤
（5）判断该试题是否为所需难度系数，如果否，则再次随机抽题；如果否，则进入下一步骤
（6）判断该试题是否为所需知识点，如果否，则再次随机抽题；如果否，则进入下一步骤
（7）把以上判断成功的题目加入到试卷中，然后判断本章试题生成是否结束，如果否，则再次随机抽取，如果是，则完成这一章节，跳转到判断已分配试题的章节扫描是否完毕，如果是，则成卷结束。
5.成卷质量衡量
在生成试卷后，需要对试卷的信度和效度进行衡量。所谓信度就是指表征试卷作为测试工具的可靠性程度的指标。如果对试卷符合信度，则应该同一对象进行多次试验，结果是稳定和一致的。效度反映一项考试实现其既定目标的成功程度的指标。我们这里的效度是指考生的分数推出结论的准确性程度[7]。
一份合格的试卷，一般具有以下特点：
①知识点覆盖面相对较广，分布合理，内容具有针对性和代表性
②试卷难度比例和深度与大纲相符合。对于等级考试而言，需要更加注意合格线的把握，以确保符合要求的学生都能至少取得合格成绩
③各个题目保持独立性，不能产生某个试题的表述成为了另外一个试题的答案或答案提示，也不能造成某一试题是以对另一试题正确回答为前提。
④试题安排合理，不是以按章节顺序排放的，一般而言是按照题型排放，同一题型从易到难进行排序[8]。
6.结论
考试系统的组卷质量是主要受到题库和算法两
个因素的影响。因此，在保证题库设计合理的同时，不能忽视组卷算法的研究。选择高效快速的组卷算法是自动组卷的关键之一。
参考文献：
[1] 叶晓彤等.基于校园网的考试管理系统体系的构建.计算机系统应用,2003.10:120-123
[2] 周丽莉.基于B/S 结构的等级考试管理系统.计算机工程,2005.4:195~197
[3] 罗钫著.高校体育招生考试管理信息系统的设计与应用.体育科学研究,2006,10(2):71-74
[4] 杜汀.网络考试管理信息系统.中央民族大学学报(自然科学版),2005.1:86-88
[5] 王大康,李智宏等.学校考试管理信息系统的设计与研究.北京工业大学学报,2000.3:123-126
[6] 詹向红，崔瑛等，基于题库建设的计算机网络考试探索，中国医药导报，2008(12)：92
[7] 田翔,肖人岳.一个改进的通用成卷模型.计算机工程,2004(10):183-186
[8] 陈熙，吴成秋，贺栋梁，试卷分析与评价的指标体系及其应用,西北医学教育,2006,14（5）：542-543
