摘 要：一直以來優(yōu)先權法、誤差補償法等是網(wǎng)絡考試組卷系統(tǒng)中的基本計算方法，但這些算法在公平與隨機問題的處理上效果并不理想。而將改進型遺傳算法科學運用在自動組卷系統(tǒng)中，這利于突破傳統(tǒng)遺傳算法的局限，完善自動組卷系統(tǒng)的功能性，以達到網(wǎng)絡考試的科學、公平目標。在此，本文將針對性研究改進型遺傳算法在自動組卷系統(tǒng)中的應用。

關鍵詞：遺傳算法；組卷系統(tǒng)；自然編碼；改進

中圖分類號：TP18

隨著網(wǎng)絡考試系統(tǒng)的逐步完善，在計算機網(wǎng)絡平臺的基礎上網(wǎng)絡考試越來越普及化。改進型的遺傳算法還能在多樣性、多解性條件下，計算出理想的結果，所以將其應用在自動組卷系統(tǒng)中能夠達到理想效果。

1 試題庫結構

試題庫、組卷算法是組卷系統(tǒng)中的兩個組成要素。其中，試題庫是管理試題的數(shù)據(jù)庫，其結構影響著考試范圍的覆蓋性，以及網(wǎng)絡考試的公平性。為了公平、科學的檢測出學生的學習水平，試題庫的結構需要全面、規(guī)范，從而便于操作與管理。如表1所示，這是試題庫結構的整體框架，每個試題都需要包括下面的10大內容。

2 遺傳算法及其改進

采用分組自然數(shù)的系統(tǒng)編碼策略，這是改進型遺傳算法的突破，利于有效解決傳統(tǒng)遺傳算法的不足。分組自然數(shù)編碼策略的操作原理是，對每種題型進行獨立的自然數(shù)據(jù)編碼，使得一種題型對應一組編碼。而后，在初始化題型庫中選擇每一種題型的一組試題，構成染色體，一個試題就是一個染色體，染色體的編碼代表試題的編碼。采用變長編碼的方式來處理染色體，合并多個試題，但要確保試題之間以及試題組之間的相互獨立性。如圖1所示，這是兩張試卷的染色體編碼。

按照不同題型的題量需求隨機抽取試題分庫中的試題，組成初始種群，以此來加快收斂性，減少迭代次數(shù)，減少染色體的運算復雜性，縮短編碼長度。如此，不僅可以令不同題型與題量達到需求，而且還可確保試題分庫的知識約束屬性，同時節(jié)省了二進制編碼的搜索空間，從而促進解碼時間的提高，以及解碼速度的加快。

在進行變異操作過程中對于概率系數(shù)b值的確定，需要通過計算出最優(yōu)適應度、平均適應差值來獲得，進而得出變異概率Pm值。是否進行變異還需要對Pm與隨機數(shù)進行大小比較，當Pm大于隨機數(shù)時，確定變異點并開始變異，隨機產(chǎn)生，反正則不需要變異。在進化初期，染色體適應度有一個變動的相似度，而相似度大小的變動會令概率系數(shù)b值發(fā)生變化，染色體適應度的相似度大小與b值大小呈反比例關系。當染色體適應度的相似度較小時，b值則較大，而發(fā)生變異的概率較大，同理反之，這利于改善種群的多樣性便于搜索全局。當染色體適應度的相似度偏向一致時，說明進化程度達到了一定標準。

3 改進型遺傳算法在自動組卷系統(tǒng)中的應用

根據(jù)高內聚、低耦合標準將改進型遺傳算法應用在自動組卷系統(tǒng)的設計中，劃分詳細的功能模塊，如圖2是具體的系統(tǒng)功能模塊圖。

其中，多維細目表管理、試卷設置管理、組卷、已有試卷查詢，這是自動組卷系統(tǒng)中的主要模塊，再細致劃分其他小模塊，并采用多文檔界面技術來設計系統(tǒng)的主窗體。利用WM_COMMAND來實現(xiàn)系統(tǒng)和應用程序的連接，以發(fā)送消息的形式進行確認以及挑選相應的子菜單，以主窗體為平臺來達到系統(tǒng)對多維細目表的管理。舉例說明，要完成對試卷的設置、管理、維護等屬性的操作需求。（1）啟動程序，在菜單欄中選擇“多維細目表管理”；（2）依次進入“數(shù)據(jù)錄入（分為表頭與表心的數(shù)據(jù)錄入）、數(shù)據(jù)維護（分為數(shù)據(jù)修改與數(shù)據(jù)刪除）、數(shù)據(jù)瀏覽”的菜單操作。如圖3是表心數(shù)據(jù)錄入界面，圖4是數(shù)據(jù)瀏覽界面。

一份優(yōu)秀試卷的產(chǎn)生需要在組卷模塊中進行相應操作，具體操作流程包括：（1）啟動程序，進入“組卷”菜單；（2）選擇子菜單中的“細目表組卷、遺傳算法組卷”以完成組卷的相關操作。如圖5是使用改進型遺傳算法得出的一份試卷，該圖是試卷的生成界面。通過點擊“生成答案”，系統(tǒng)會自動生成該試卷的標準答案（如圖6所示）并附帶在試卷后面。若要以Word文檔的形式來保存試卷及答案，只需點擊“保存試卷”，系統(tǒng)就會自動保存并生成相應的Word試卷，便于排版打印。

總之，在自動組卷系統(tǒng)中科學運用改進型的遺傳算法，這利于突破傳統(tǒng)遺傳算法的局限，以完善自動組卷系統(tǒng)的功能性，進而生成一份難易程度趨于一致的試卷，以達到網(wǎng)絡考試的科學、公平目標。

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作者單位：新余學院現(xiàn)代教育技術中心，江西新余 338000