基于多层过滤和动态概率模型的试题抽取算法研

0 引言

当前，随着计算机智能信息技术的实施及普及，研究生单考中试题抽取的智能性、灵活性、可靠性成为高等学院教育信息化发展的一项关键课题。然而，从目前研究生单考试卷抽取的情况来看，试卷抽取随意，没有完全考虑到研究生出题的特点和灵活性，对于试卷抽取质量也没有合理的评价[1-3]，因此，需要针对研究生试卷出题的特点，设计专门的试题抽取算法。论文针对安徽新华学院研究生单考课程考试的特点，首先通过多层过滤模型层层过滤出符合出题要求的试题，然后使用动态概率模型对所有试题按照一定概率进行动态调整，从而实现对研究生试题抽取的科学性和精确性。

1 试卷生成特点分析

1.1 研究生考试个性化需求分析

研究生考试因为涉及门类较多，而且多门课程复合出卷，存在不同于其他类型考试的个性化需求，具体表现在以下几个方面：

（1）当前研究生招生不仅学科多，而且专业门类设置也比较多，各个专业需要考试的科目也比较多，导致每年招生考试中出题环节十分复杂，教师工作量不小。

（2）研究生考试包括统考科目和单独考试科目两大类，这两大类对于试卷出题的要求不相同，增加了出卷老师的出卷难度。

（3）某些专业课之间需要复合出题，即出一张试卷，每一门课程的出题数量、所占分数要求都不同，这需要出题老师之间的沟通和合作。

（4）在研究生试卷中，基于优秀学生选拔的需求，会有一部分拔高题，这些题目主要考察学生对于课程中一些知识点的综合理解能力和灵活运用能力，这类题目的卷面分数要求不得多于总分的20%。

（5）每一年的研究生试卷会根据情况发生变化，主要表现在考核知识点侧重性以及考核的具体范围和内容上。

（6）考虑到研究生考试的特殊性和保密需求，要求试卷的题目具有客观性和保密性。

1.2 需要解决的问题

鉴于这种情况，在研究生试卷自动生成系统中，如果可以构建一个比较科学的研究生试题库，构建试卷生成系统自动抽取试题，再辅以某种手工调整策略，就可以达到自动生成完全满足需求的试卷，使得研究生考试管理走上高效运转的轨道，将对试卷的正规化管理起到十分关键的作用。因此，建立研究生试卷自动抽取系统可以解决下面几个问题：

（1）研究生试卷的题目难度等级、题量多少教师难以把握，使得手工出试卷的质量普遍偏低。

（2）手工出卷中教师对于知识点的全面涉及及拔高题的设置容易出现重复或者缺失现象，导致测试效果不准确。

（3）由于教师自己出题可能需求经历比较长的时间，容易引入不必要的泄题可能，造成试卷的失密后果。

（4）由于是手工出卷，教师工作量十分大，容易出现这样或那样的错误。同时，可能出现某种题目多年出现在试卷中的现象。

2 组卷过程分析

为建立试题库，并实现试题的抽取、组卷，需要解决数据安全、流文件格式转换、数据存储、文档生成、抽取算法设计等问题，其中最为关键的问题就是试题的抽取算法，因为系统不但要求能对单门课程进行试卷的生成，而且还对多门课程进行复合生成试卷，对于算法设计来说一般要考虑到难度调节、分值均衡、知识点的筛选及重点知识考核、题型分配等问题。试卷的组卷过程如图1所示。

（1）首先根据出题人输入的考试课程，从试题库中筛选这门课的全部试题，将其存储在临时表里。

（2）再根据出题的题目类型，从临时表中筛选出考试要求的类型题目，放在一个临时表中。

（3）继续从中筛选出符合出题人意图的试题，放入临时表中。

（4）重复步骤二和步骤三，一直到生成出题人满意的试卷为止。

（5）最后，系统提供对生成试卷的评价功能，可以根据评价结果对试卷进行局部调整，直到满意为止。

图1 组卷过程图

3 基于多层过滤模型的试题抽取

3.1 多层过滤模型算法思想

所谓多层过滤模型，就是按照出题人的出题课程、出题类型、知识点、难度系数要求，把某门课程的试题通过一层一层不断过滤，逐步得到满意试卷的过程。

多层过滤模型如图2 所示，基于多层概率模型的抽取过程如下[4-5]：

（1）第一步，根据出题人输入的课程名称，从试题库中抽取这门课的全部试题，放入中间表first_table中；

文章来源：《试题与研究》 网址: http://www.styyjzz.cn/qikandaodu/2021/0207/1007.html