（机械制造及其自动化专业论文）基于网络的数控技术智能考核系统.pdf

摘要摘要：本系统是应各种考试机构进行在线考试和在线练习需要，可实现题库管理、自动和手动组卷、在线考试或练习、自动阅卷评卷等功能。并将以人工智能原理为基础的遗传算法应用于智能组卷，既实现了系统的智能化，减少了偶然性和随机性，又能满足用户的分布式计算要求。本系统采用b s 结构，即采用浏览器- - w e b 服务器一数据库服务器三层结构，是对传统的c s 结构的改进。在客户机上无需安装考试应用程序，只需要有浏览器即可。开发环境与应用环境分离，提高系统的可扩展性、安全性和可重用性。数据库结构的改变对客户端不产生连锁影响，提高了系统的维护效率。在服务器端，系统平台采用w i n d o w sx p ，安全性好、运行稳定、管理容易。数据库平台采用m i c r o s o f to f f i c ea c c e s s2 0 0 3 ，使用方便、可伸缩性好、与相关软件集成程度高。系统采用a s p 技术实现用户界面层的设计，可移植性好、代码执行效率高、与数据库的连接方便。本系统采用最高管理员、一般管理员、教师、考生四级授权方式，提高了系统的安全性。管理员负责系统的维护，可以增加、删除能对题库进行操作的教师以及学生用户。教师仅可以添加和批改授权科目的试卷和题目。考生可以利用考试系统进行答卷，并对成绩进行查询。关键词：基于网络：智能组卷：遗传算法；在线考核南昌大学硕士学位沦文a b s t r a c tt h i ss y s t e mi sd e s i g n e dt os u i tt h en e e do f a l lk i n d so f e x a m i n a t i o nf o re x a ma n de x e r c i s eo nl i n e t h es y s t e mc a nc a r r yo u tt h em a n a g e m e n to fw a r e h o u s ef o rt e s tp a p e r ，a u t o m a t i ca n dm a n u a lp a p e ro r g a n i z a t i o n ，t e s ta n dp r a c t i c eo nl i n e ，a u t o m a t i ca s s e s s m e n ta n ds oo n t h ei n t e l l i g e n tp a p e ro r g a n i z a t i o nw i l lu s et h eg e n e t i ca l g o r i t h m sb a s e do na r t i f i c i a li n t e l l i g e n c ep r i n c i p l e s t h es y s t e mn o to n l yc a r r yo u ti n t e l l i g e n t i z ea n dd e c r e a s ec h a n d i n e s sa n dr a n d o m i c i t y ，b f i tb 1 s oc a r lm e e tt h eu s e rn e e do f d i s t r i b u t e da c c o u n t t h es v s t e mi sb a s e do nb sm o d e l am r e ef i e rm o d e io f b r o w s e r w e bs e r v e r d a t a b a s es e r v e rd e r i v e df r o mt r a d i t i o n a lc sm o d e l o n l yab r o w s e ri n s t e a do fat e s ta p p l i c a t i o np r o g r a mi sn e e d e dt ob ei n s t a l l e di nc l i e n tm a c h i n e d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ti ss e p a r a t e d ：f r o ma p p l i c a t i o ne n v i r o n m e n tt oi m p r o v et h es c a l a b i l i t y ，s e c u r i t ya n dr e u s a b i l i t y t h ec h a n g et ot h ed a t a b a s es t r u c t u r ec a nn o ti n f l u e n c ec l i e n ts ot h a tt h ee f f i c i e n c yo fs y s t e mm a i n t e n a n c ec a nb ei m p r o v e d t h eo p e r a t i n gs y s t e mi ns e r v e rm a c h i n ei sw i n d o w sx pa n di th a sf e a t u r e ss u c ha sg o o ds e c u r i t y ，s t a b l ef u n c t i o na n de a s ym a n a g e m e n t m i c r o s o f to f f i c ea c c e s s2 0 0 3i su s e da sd a t a b a s ed e v e l o p m e n tp l a t f o r ma n di th a sf e a t u r e ss u c ha sc o n v e n i e n tu s e ，g o o ds c a l a b i l i t y ，h i g hl e v e lo f i n t e g r a t i o nw i t hr e l a t i v es o f t w a r e a s pt e c h n o l o g yi sa d o p t e dt od e s i g nu s e ri n t e r f a c ea n di th a sf e a t u r e ss u c ha sh i g hp o r t a b l ef e a t u r e ，h i g he f f i c i e n c yo f c o d ee x e c u t i o nm l dc o n v e n i e n tc o n n e c t i o nw i t i ld a t a b a s e t h es y s t e mp r o v i d e sg o o ds e c u r i t yi nt h ef a s h i o no f f o u r - t i e ra u t h o r i z e ds y s t e mi n c l u d i n gt o pa d m i n i s t r a t o r ，g e n e r i ca d m i n i s t r a t o rt e a c h e ra n ds t u d e n t jt h ea d m i n i s t r a t o ri sr e s p o n s i b l ef o rt h es y s t e mm a i n t e n a n c ea n dc a nd om a n i p u l a t i o nw i t ht h es y s t e ms u c ha sa d d i n go rd e l e t i n gc o n t e n ti nt h et c s tq u e s t i o nd a t a b a s e t e a c h e ri sr e s p o n s i b l ef o rm a n a g i n gt e s tq u e s t i o nd a t a b a s e ，p r o d u c i n gt e s tp a p e r s ，e v a l u a t i n gt e s ti n t e g r a t e d l ya n ds oo n e x a m i n e e sc a l lu s et h et e s ts y s t e mt od ot e s ta n dq u e r yg r a d e + k e y w o r d s ：b a s e do nw e b ；i n t e l l i g e n tp a p e ro r g a n i z a t i o n ；g e n e t i ca l g o r i t h m se x a m i n a t i o n0 nl i n ei i独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导f 进行的圳f ：究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文。p 作了明确的说明并表示到意。学位论文作者躲枷签字嗍洲年月j ) 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保翳、使用学位论文的规定，有权保留并i _ 国家有关部门或机构送交沦文的复印什和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权勇昌衣堡可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，呵以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用小授权二 ： )学位论文储签名席海号签字日期：2 n 年月p 日学位论文作者毕业后去向：【作单位：匆蛰缘学彰通订l 地址：黝j 签名：珈磋签字日期：b 形年电话：f 弓f 7 7 。- 乒知邮编：第一章绪论第一章绪论1 1 研究的目的与意义考核，一是为了考察学生或学员的学习情况，二是为教师提供教学分析的依一据。但是，传统意义上的考核都是以考试的形式进行。通过考试，教师可以了解；学生的学习情况，并借此了解教学效果，改进教学方法，提高教学质量。学生则可以通过考试了解自己对内容的掌握情况，有目的的进行学习。而考试从试卷出题，印制，准备考场，考生身份审核，监考，到阅卷和评分等工作，往往持续很长时间，花费许多人力、物力，无疑是一项庞大的工作。而且，由于手工操作，难免出现错误和其它人为因素，给考试的公正性、严肃性带来影响。在网络技术逐渐渗入社会各个层面的今天，网络考核是一个很重要的方向。网络考核系统应当是一个基于网络数据库和i n t e y n e t 处理的实时处理系统：应当可以产生随机的和公平的考核试卷；应当为考生提供实时的通信，以保证考生的成绩准确无误；应当能够对考试的结果进行处理，为教师提供参考意见。综上，网络考核系统具有降低考试成本，解决繁重的考务工作的优点；它可以免去教师大量的临考工作，试卷可以根据题库中的内容即时生成；计算机可以自动判卷，教师无须去做考后的阅卷工作；实现无盘、无纸化考试，大大提高工作效率；同时，试卷是即时组成的，不存在试卷的泄密和考试作弊问题，使考试的公平性、答案的安全性得到有效的保证。基于网络技术的考核系统可以借助遍布全球的因特网，考试既可在本地进行，也可在异地进行，大大拓展了考试的灵活性。而对于本学科数控技术而言，目前还没有出现较为成熟的基于网络的考核系统。本文将通过对基于网络编程技术，集题库管理、手动组卷、智能自动组卷、网一l 考试、网上练习、实时评判试卷等功能于一体的考核系统的设汁与实现的研究。1 - 2 国内外在该方向上的研究现状及分析果。在国内和国外都已经有不少基于网络的考试系统投入使f 1 ，并且有不错的效南昌大学工学硕士学位论文在国外，已经投入使用的考试系统有著名的美国t o e f l 、g r e 、g m a t ，还有微软等大公司的国际认证考试等。另外，还出现了一些支持网络考试的产品，如i n f o r m a t i o ns y s t e m sa n di n s e c ts t u d i e sa tv i r g i n i at e c h 开发的一个网上考试系统w f l i z q u i z ；还有m k l e s j o n ，e v a l ，t u t o r i a lg a t e w a y # 口t h eo p e nl e a r n i n ga g e n c yo fa u s t r a l i a s ( o l a a ) s y s t e m 等等。在国内，考试系统的理论与技术在最近十几年中取得了很大的进步。国内很多高校都投入了大量的人力物力到各门试题库系统研制工作中去，在试题库的框架结构、模型建立和选题算法上获得了进展，并取得一定的成果。这些年来出现了不少的试题库系统产品，如广东迈达威科技发展有限公司的迈达威通用试题库系统，武汉汉声电脑有限公司研制开发的洪老师题库系统。以上这些考试系统在一定程度上满足了市场的需要，但是它们在功能上都存在着一些不足“。1 开放性。大多考试系统仅仅针对某一学科而设计的，比如全国计算机等级考试。当我们要对一个新的科目进行考核时，就不得不去重新开发新的考核系统。因此缺乏科目的开放性。2 智能性。以上考试系统的自动组卷通常都是采用随机组卷的方法，这样难以从整体上体现考核的要求。因此缺乏自动组卷的智能性。3 完整性。在建立考试系统中，题库的建设是一个非常重要的方面。大多考试系统在收入试题过程中只能对文字进行操作，而对图形和公式录入难以实现。因此题库中的试题缺乏完整性。1 3 考试模式现状考核是检验教师的教与学生的学的重要的手段，也是促进学生学习的重要手段，是教学过程的一个重要环节。学生考核成绩的优劣，不但反映其对教学内容和应掌握知识的分析、理解、吸收、运用的能力，更反映教师对教学内容的把握和熟练程度。目前，学校内及社会上存在各种考试，考试模式除了传统的有纸化考试之外，随着网络技术| l f 勺高速发展和计算机、多媒体技术日益普及，特别是近年来i n t e r n e t 的发展，传统的有纸化考试方式受到了前所未有的挑战，出现了一些2第一章绪沦基于网络环境的无纸化考试，如m i c r o s o f t 的m c s e ( m i c r o s o f t 系统工程师认证考试) ，g m a t ( 工商管理硕士入学考试) ，g r e ( 美国研究生入学考试) 、托福( 从9 8 年7 月，托福考试在许多国家都从传统的笔试转化为机试，除了亚洲的一些国家外，其他许多国家于2 0 0 2 年7 月都转化为机试) 等。参加考试的人不用纸笔，整个测试都是在计算机上进行的。而且，_ _ 利，最新、最有效的考试一一自适应考试已在托福、g r e 中得到很好的运用。在自适应考试中，系统会根据考生的答题质量给出下一试题：回答正确，下一试题难度增加，反之难度降低。考生的成绩不是依正确答案的数量，而是依正确答案的难度。在我国，相信随着对计算机操作及网络技术的更全面地使用和更深入理解，这种新兴的考试方式必将代替传统的考试方式。1 3 1 传统考核模式及其特点目前，在我国的各大、中、小学校及社会上存在的各种考核基本上都是采用传统的考试的方式。在这种方式下，组织一次考试至少需要经历以下五个步骤：人工出卷、试卷印刷、学生考试、人工阅卷、成绩统计。显然，随着各种考试的类型的不断增加和对考试要求的不断提高，教师的工作量将越来越大。而且，当学生数量比较大时，试卷印刷、安排考场、阅卷、成绩统计将是一件十分烦琐且容易出错的事情。另外，传统的卷面考核也存在着很多弊端；教师手工出题，选题范围有限，题目难度、区分度等指标不好控制；有时教师是根据自己的教学经验和平时上课时的情况出题的，学生会根据以前的笔记和教师考前复习的内容准备考试，这样的考试过程不能对学生掌握的知识程度做全面的考核：学生纸上答题，不直观、教师主观评卷，标准难以完全统一，缺乏公证性，随意性大：而且由于考试行为是发生在同一时问、同一考场、相同的试卷内容，这样难以避免考试过程中的舞弊行为；还有，试题的保密性也是一个问题。可以说，传统的考试方式发展到今天，如果不能很好地解决它的这些弊端，会不利于提高学生的实际动手能力，不利于提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，不利于培养学生的创造能力。它已经不能适应现代考试的需要，改革传统的考试模式势在必行。3南昌大学工学硕士学位论= ! = 【：1 3 2 基于网络环境的考核系统传统教育模式是在3 0 0 年前工业革命初期形成的，带有极深的“： 业化”烙印。学校被视为工厂，用一成不变的教学方式向不同个性的学生授课，追求“规模化”，忽视“个性化”。信息技术在远程教育领域的应用绝对不是穿新鞋走老路，而是在教育模式、教育思想、教育观念上的解放。基于i n t e r n e t 的远程教育已经成为现代教育有力的补充和发展，它正以无比的优势，逐渐被教师和学生接纳。目前，我国已有3 l 所高校的网络大学在招生，清华大学、上海交通大学、北京邮电大学、浙江大学等都已开通教育类现代远程网站。与此同时为了更好的迎接信息社会的挑战，教育部制订并经国务院批准的面向2 1 世纪教育振兴行动计划中明确提出：现代远程教育是随着现代信息技术的发展而产生的一种新型的教育方式，是建构知识经济时代人们终身学习体系的主要手段。因此，研究基于网络的各类型远程教学系统，已是刻不容缓的问题。基于网络技术的计算机远程教育与传统的教学模式( 即传统课堂、卫星电视教育和专门网络教学) 相比，具有相当的优势，主要表现在“7 1 ：远程教育除了具有无地域性、无时间性、对象广泛、信息量大、互动式教学、个性化教学、智能化、教学效率高、实现教考分离等特点外，而且还可以更大范围地使教学资源得到共享。学生不受地域和时间的限制，在任何一个用户终端都可以进行上网自学，网上自测，检验自己的学习效果。从我国信息产业的迅速发展和目前我国高等教育发展的现状来看，在我国发展远程教育具有难得的历史机遇。：作为一项非常系统化的工程，远程教育是多项技术的结合体，网络考试是远程教育中不可或缺的重要环节，在线考场代替传统考试已经被很多提供远程教育的学校所采纳，我们能够在因特网上搜索到许多提供在线考试的网站。总之，通过网络学习、考试、交流己成为事实。网络上的这种无纸化考试不仅更灵活、而且更安全、更公平、公正。它极大地减少了教师的阅卷和评分等烦琐的工作，确保了考试的规范化、标准化，是未来考试的发展方向，替代传统考试只是时间的问题。一4第一章绪沦1 4 考核系统的题库建设考核系统得以真正实现是以题库的建设为中心和基础的。许多考核系统的设计已认识到这一点，并进入了对题库的实质性的操作阶段，但还有大部分“题库”仍是简单地停留在对试题的收集上，并没有刘试题进行参数测定和有机组合调试。一般的命题过程概括为“”。：制定考试的大纲和试题编写原则，向有教学?经验和命题经验的教师或命题专家征集题目，通过小规模的试测，获取关于题目和试卷的统计数据，然后从质和量两方面的角度，对题目和由题目组成的试卷进u i i- 1行分析、判断和调整，之后再咀这套试卷测试于考生。这种命题的过程存在大量人力、物力浪费的向题，而且不能够保证出题的科学性。随着经济和社会的发展和终身教育概念的普及，迫切需要有科学、方便、完善的题库管理系统，作为积累题目、手动组卷、自动组卷、保存成卷的利器。在先进理论指导下用计算机管理的题库，具有科学、高效、经济、灵活、方便等显著特点。题库为题目的保存、分类和检索提供了便利；为编制试卷提供了高效和低成本的手段。教学过程中充分利用题库这种教学资源，进行富有成效的形成性测验，可以帮助师生把注意力从名次、得分集中到要实现的教学目标上来，真正关心学生的学习，关心学生素质的提高，促进教育观念从“应试教育”向“素质教育”转变。因此，对题库进行研究和建设具有十分重要的意义。依照对题库。”( i t e mb a n k ) 的描述定义：“题库是具有必要参数的、足够数量的试题的有机组合：是按照一定的教育测量理论，利用计算机技术构成的某个学科题目的集合”。标准化至少应有两个基本维度，即试题的必要参数系统和试题有机组合的试卷生成系统，这正体现了题库在教学实践中两个独特的优越性：第一是管理上的优势，体系为使用题库的高效、经济、灵活和保密；第二是测量上的优势，体现为由题库生成的试卷具有高质量、能预控和等值可比等特点。要实现如上所述的题库功能，就需要一个数学模型来揭示题库的特征，为考试科目的具体题库的建设提供理论依据( 题库要有一定的数学模型，没有数学模型的试题的集合称为题堆( i t e mp 0 0 1 ) ) 。在上述两个维度上，目i j 有两种不同的数学模型：经典测试理沦c t t ( c l a s s i c a lt e s t1 h e o r y ) 和项目反应理论i r t ( i t e mr e s p o n s et h e o r y ) 。5南昌大学工学硕士学位沦文1 4 1 建库目标建库目标包括如下几个方面“8 ”“：1 对象是指建成的题库将提供给谁使用。常见的有教师和学生两类使用列象。2 用途是指题库的日的。常见的目的有：用于检查学习进度、用于测量水平、用于预测学习潜力、用于诊断教学过程中的问题等。3 性质是指题库属于考试题库还是习题库，还是两者的题库。其中考试又分为：常模参考性( n o r m a lr e f e r e n c e d ) 考试、目标参考性( c r i t e r i o n _ r e f e r e n c e d )考试以及大规模考试和课堂考试等。习题则又分为单元练习、阶段练习、基础练习、技能训练等。4 内容指的是题库题目涉及的知识，通常由教学大纲和考试大纲决定。5 题型指的是用什么方法来考察上述内容。用主观测试( 或练习) 题? 还是客观测试( 或练习) 题? 对客观测试( 或练习) 题，还可分单项选择题、多项选择题和判断题。一般来说，主观性测试( 或练习) 题较容易测试( 或训练) 学生的灵活性和创造性，而客观性题目比较容易批改j 特别是可以实现计算机自动化改卷。6 题量指题库中包含的题目总量。从理论上讲，题库中的题目越多越好，但事实上往往受人力、物力和题库时间的限制，只能适可而止。不过合适的题量并不容易决定，因为这要取决于这些题目是否准备反复使用，对于无法保密的试题库，题库必须不断补充。使用计算机自动组卷，条件越多，互相限制就越大，需要的题量电越多。若以考试内容为单位，题库的题量应比试题规定数量多出1 0 倍左右。7 必需保障题库的质量题库质量的好坏，不仅取决于题库管理系统的好坏，更取决于题库的题目质量和题目属性的准确性。比如：题目难度这一属性就比较不好把握，它不能单凭主观认为地设定，而是要经过科学的研究和反复的测试才能达到比较准确。因此6第一章绪论说，一个好的题库应该由学科专家、任课老师、教育管理专家、教育心理专家所组成的创作集体的智慧结晶。1 4 2 经典测量理论。目前建题库常用的测量理沦是国际上比较流行的所谓的“经典测量理论”( c l a s s i c a lt e s tt h e o r y 简称c t t ) 。经典测量理论“是2 0 世纪初提出来的，到了5 0 年代逐步形成了完整的体系。c t t 有一套完整的项目分析指标体系和评价标准，根据c t t 理论建的题库，要求入库的每一道试题，除了试题本身的内容外，还要包括题目的编号、来源、知识点、难度、效度、区分度、使用情况等多种定性、定量的数据。一个题目从征题、经验筛选、测试、项目分析、登记入库、要经过比较长的时问。1 4 2 1c t t 的项目分析指标体系和评价标准【成绩分析对于被试群体的成绩分析，经常使用的测量标准有平均分和标准差。( 1 ) 平均分数平均分数是用得最多的一种集中量数。所谓集中量数是指反映分数集中位置这个特征的数值，它代表一批分数，反映一批分数的典型情况，因此常用它进行不同分数组之间的比较。集中量数的形式有多种，如算术平均数、中位数、众数等。算术平均数则是最常用的一种。设一组分数分别用x 。，z ：，“表示，则这组有n 个分数的分数组的平均分更为：1i = 二( xj + x 2 + + x 。)( 1 1 )h( 2 ) 标准差对于一批分数，除了要了解它的集中量数外，还应了解它的差异量数，即分数的分散程度或离散程度。差异量数的形式也有多种，标准差是最重要的差异量数。若有n 个分数x ，x ：，x 。，这组分数的标准差定义：氍磊7( 12 )南昌大学工学硕士学位沦文而下面的公式为该组的方差：，2 吉酗一_ ) 23 )2 项目分析通常，对考试的分析与评价分两方面进行：一是对各个试题进行的分析，称为“项目分析”，二是对整个试卷或考试进行的分析和评价，称为“整体分析”。( 1 ) 难度分析：难度是指试题的难易程度，确定试题难度的方法有多种，其中一种常用的方法是利用下式计算：sp j 。1 一詈( 1 4 )1j其中：只，s ，乃分别表示第j 题的难度，考生的第j 题的平均分和第j题的满分分数。如果有r 1 个考生，n - t s j 用t 式，由考生在第j 题的得分直接求得第j 题的难度。z ，只= 1 一三l( 1 - 5 )。n f 其中：x 。表示第i 个学生在第j 题上的得分。在编制试题时，一般取难度适中的题目。一个试题，如果受试者全部答对或全部答错，即难度为0 或1 ，这样就无法区分受试者之问的能力差异。难度越接近0 ，5 时，其区别力越高，所以应选择难度为0 5 的试题来组成试卷，但这也不是绝对的，如果一份试卷的各个题目都是0 5 ，由于题目太同质，又会降低总分数的区别力。因此，在选择试题时，除尽量使试卷的平均难度接近0 5 外，还要使试题的难度适当分散为宜。( 2 ) 区分度分析：区分度即鉴别度，是指测试项目对被试者的区分度或鉴别能力。它是测试对学生实际水平的区分程度的指标。一个具有良好区分度的测验题，实际水平高的学生应该得高分，实际水平低的学生应浚得低分。计算区分度的方法有多种，用的比较普遍的种方法是两端分组法。它是比较得分在高、低两端的受试者通过该题目的比率。假设p h 和p l 分别为高分组和低分组通过某个题目的百分比，则下式提供了该题目的区分度的指标：8第章绪沧d = p h p l( 1 6 )d 是区分度指数。d 的值在一l 和+ 1 之间。d = + l ，表示高分组全部答对，而低分组全都答错；d 一1 则与上面的情况相反，低分组的全部答对，高分组的却全都答错；d = o ，则表示两个分数组的通过率相等。一般认为，d 在0 4 以上就，-j，i非常好了。，上式也可表示为：，d ：生二生( 卜7 )玎其中r 。及r 。分别表示高分组和低分组通过该题的人数，n 为每组的人数。显然，两个组越是处于极端，二者之间的差异越是明显。但是很极端的分组( 例如最高1 0 和最低l o ) ，由于每组的人数太少，会降低结果的可靠性。有人证明。“，在常态分布中，高低分的分组最佳点是上下2 7 ，以此为分界点，既可以使两个对比组间的差异尽可能大，又可以使两组人数尽可能多。3 整体分析整体分析是利用测验的结果对试卷进行全面的分析和评价。它是通过两个指标来描述的。这两个指标称为效度和信度，它们是表明测验的有效性和可靠性的数量指标。( 1 ) 信度：指测验所测得的结果的一致性或稳定性，稳定性越大，一致的程度越高，就意味着测评结果越可靠。通常以相关系数为数据指标，称为信度系数。如果信度系数大，则测验信度高：如果信度系数小，则测验信度低。信度的概念是个理沦上的构想概念，在实际测量中是无法得到的，通常是以估计的方法求得信度系数，以它的大小来表示测验信度的高低。通常的估计方法有：再测法、复本法、分半法等。( 2 ) 效度：指测试的有效性和测试结果的正确性程度。由于测验的目标不一样，因而便产生了几种效度形式：内容效度，指测验内容与预定要测量的内容的一致性程度。测验内容是对测验题目而言，预定要测量的内容不但指教学内容，而且还包括教学目标。因此，教学内容和教学目标是内容效度的两大要素。效标关联效度，指测验的结果与被预测的内容关联程度，这里我们把需要预测的内容称为“效标”。结构效度，指测验结果与预定要测量的内容的同均程度。南昌大学工学硕士学位沦文1 4 2 2c t t 的局限性经典测量理论( c t t ) 存在一定的局限性，突出表现以下几个方面”“：1 c t t 用于评价试题质量的指标( 如难度、区分度) 严重依赖于被测试样本，对同一问题，如果被测试样本能力水平差异大，则区分度值会很高，反之，区分度值则很低。2 c t q 、只适用于测验被测试者相对能力水平( 常模参照测验) ，不适于考察实际能力水平( 目标参照测验) ，例如在目标参照测验中，如果被测试者全部不能通过测验，则无法计算难度和区分度。3 c t t 测验某项能力或知识水平时，必须同时使用同一套测验题，否则测验结果无法直接进行比较。1 4 3 项目反应理论5 0 年代以来，又有多种测量理沦得到发展和应用。其中项目反应理论( i t e mr e s p o n s et h e o r y 简称i r t ) 在实践中显示了强大的生命力。项目反应理论5 “是针对经典测量理论的不足而提出来的一种新的测量理论，它的质量指标一项目参数的估计值与样本选择无关；对被试能力水平的估计值与测试试题无关；同时能给出能力或知识水平估计值的精度。1 4 3 1 项目反应模型的类型在i r t 研究过程中，人们提出了多种项目反应模型，这些模型主要分为两大类：静态模型与动态模型。静态模型描述被试某时刻的素质、能力水平( 不随时问变化) 动态模型则用来描述被试的内在素质、能力水平随时间变化的情况。目前比较成熟的是静态模型。1 4 3 2 单维逻辑斯蒂模型静态模型根据测试能力的维度可分为单雏、多维。应用较为广泛的是单维逻辑斯蒂模型。逻辑模型是由伯恩鲍姆于1 9 5 7 年提出的，他所假设的项目特性曲线如图卜1 所示：第一章绪论oo图卜l 逻辑斯蒂模型项目特性曲线描述的是被试测验得分与被试内在素质、能力水平之间的关系。在图中具有不同能力水平的各个被试用q 表示；被试关于项目j ( 即第- j 题)的测验得分“正答概率”只( q ) 表示。一定能力水平的被试对某一测验项目的正答概率只与该项目( 即试题) 的质量有关。由图卜l 可见，所假发的项目特性曲线形状是以拐点为对称中心的s 形。曲线下部的渐近线离坐标原点有一定的距离c j ，这是由于存在猜测因素，即使能力素质很低的被试者仍有可能答剥该项目，因此距离c j 即可定义为项目j 的“猜测参数”。拐点在纵轴上的投影落在c j 与1 之问的中点( 1 + c j ) 2 上，这表明对于能力素质水平为b ( 拐点在横轴上的投影) 的被试来说，若不考虑猜测因素，则答对与答错项目的概率恰好相等，即对于能力素质水平为b 的被试者来说，所回答的项目有适当的难度( 不太容易也不太难) ，所以通常就把b 定义为该项目的“难度参数”。此外，曲线越陡峭，正答概率p ( q ) 随能力q 的变化就越敏感，该项目区分被试的能力越强。而曲线的陡峭程度是由拐点处的斜率决定的，因此将曲线拐点处的斜率定义为该项目的“区分度参数”，并用a 表示。由以上分析可见，项目特性曲线所描述的实际上是：被试的正答概率p j ( q )与项目质量a 、b 、c 以及被试的能力素质水平q 之间的数值关系。包含三个质量参数的逻辑斯蒂模型的数学表达公式为：1 一厂ro ( q ) = c + 再南( 1 - 8 )南昌大学：亡学硕士学位论文除了选择题和是非题以外，对于其他类型的试题来酏一般不含有猜测因素，因而可令c = o ，这样就得到双参数逻辑斯蒂模型的数学表达式为：1弓( q ) 2 百南( 1 - 9 )在不含有猜测因素，并且测验中各个试题又有大致相同的区分度的情况下，可令上式中的a 取某一数值，比如令a = 1 ，这时项目的质量参数剩下难度一个，从而得到单参数逻辑斯蒂的数学表达式：1o ( q ) 2 瓦南面( 1 - 1 0 )上式中，q 为被试的能力素质水平值，b 为项目的难度。b 随项目而变化，若第 个被试的能力素质水平值用q i 表示，项目j 的难度用b j 表示，第i 个被试答对项目j 的正确概率用只( q ) 表示，则上式可改写为：p jc q , ) = 去可以看出，当被试的能力素质q i 等于难度b j 时，正答概率j d ，( q ) = l 2 ；当o i b j 时，( q 卜b j ) 为正值，p j ( q i ) 将大于1 2 ，被试者的能力越强( q i 越大) ，只( 9 。) 越接近于1 ；当q i b j 时，( q i b j ) 为负值，p j ( q ，) 将小于1 2 ，被试能力越弱( q i 越小) ，只( q ) 越接近于0 。由以上分析可知，在逻辑斯蒂模型中，对项目参数的估计可以和能力素质的估计完全分开。这就是说，只要测验项目符合该模型，对于被试能力素质估计就独立于所使用的测验项目( 即与施测所用试题无关) ；反之，只要被试符合该模型，对项目参数的估计就独立于被试样本的能力素质分布( 即与被试样本的选择无关九1 4 3 3 项1 7 t 反应模型的参数估计在单维型假没的前提下，任何项目反应模型都可n t 统一描述成只( q ) = f ( q ，a ，b ，c ) 的形式。其中包含两类参数，一类是被试的能力参数；另一类是项目的质量参数，用a 、b 、c 标识，分别称为b ：分度参数、难度参数和猜测参数，这些参数都不能由直接测量得到，而必须通过被试的反应数据估计来求得。1 2第章绪沦对于项目反应模型中参数的估计，通常采用的是极大似然估计法。在项目参数为己知的情况下，能力参数q 的最大似然估计是通过被测试者的似然函数区的最大值来求q 的估计方法。“：上 ，x ：，码，h i q ) = 兀，( q ) q s ( q ) 。，2 1。-j l n l ( x ，x ：，_ 1 q ) = 丑x ，i n p j ( q ) 4 - ( 1 - - x ，i n q j ( q ) ) ( 1 1 2 )j = l“l n ( 已) = m a x ( 1 n q )一：其中l 表示概率，q 为能力估计值，z ，为第j 题的项目反应，如果回答正确则为1 ，否则为0 ；i l 为估计项目的数目。1 4 3 4 项目反应理论的应用项目反应理论的一个成功应用，就是自适应测验( a d a p t i r et e s t ) 的编制。在通常的考试乖i 测验中，无论被试者水平的高低，所接受的都是一批同样数量的相同试题的测验。对于低水平的被试者来说，那些难度大的试题，根本无法作答，这样的题如同虚设：对于高水平的被试者来说，那些难度小的试题，考不出他的真实水平。只有当试题难度与被试者水平大体相同时，试题所提供的信息量才最大，测验结果的效度与被试接受测验的积极性才大大提高。所谓“自适应“，就是测验本身自动地去适应被试者的具体情况，在试题的难度和数量上去适应被试者。1 4 4 试题库系统的建立试题库系统“”“”是一个相当复杂的系统，它的建立需要专业课教师，程序设计人员和教育测量专家的分工合作。( 1 ) 教育测量专家为建立试题库提供经典的或现代的教育测量理论，使题库具有科学的数学模型，这样建立起来的题库不仅为教师提供各种试卷，免除教师出题之苦，更重要的是能够根据不同要求生成高水平的试卷，并能对考试结果进行科学的统计、分析和评价，真正起到促进教学研究、提高教学质量的作用。( 2 ) 程序设计者的任务是设计程序，使之实现题库系统的各种功能，并能迅速、协调和可靠地工作。因此，程序设计者的工作情况，直接影响到题库系统的】3南昌大学工学硕= i 学位论文质量，具体为根据需要选择题库的运行环境。计算机系统是题痒系统的重要组成部分，因此在具体建库之前，要根据题库的规模、功能和速度要求，选用合适的硬件环境和软件环境，在选择硬件环境时还要考虑它的先进性和使用的广泛程度，以利于题库的发展和推广：软件环境的选择包括揲作系统和编程工具。例如选择高级程序设计语言、数据库管理系统以及题库生成系统等。根据对题库的功能要求，设计题库系统的结构框图，对题库的功能要求是由建库的目标决定的。一方面考虑近期要达到的日标，例如组卷、项目分析、试卷分析、自动修改试题指标等。另一方面还要考虑今后的发展目标，使试题库能够不断地完善和发展。当对题库的功能要求确定之后，就可以着手设计题库系统的结构框图。画出流程图，进行程序设计。在完成结构设计之后，可对每个子系统进一步细化，首先是画出流程图，然后进行程序设计。当然，在整个软件编制完成之后，还需要不断调试，排除和修改错误，使之能实现预先提出的各利t 要求。( 3 ) 专业课教师的任务是为建库提出目标，并提供有足够数量的题卡。题卡建设是建库的基础工作，也是工作量最大的一项工作。一般一个题库要存储几千道试题，这些试题既能覆盖一门课程的各个方面，又能反映不同层次的要求，其类型也有多种参样，有客观题，也有问答题。对于入库的每一道试题，都要按统一的形式描述试题的正文和题图、解答和答图、难度等指标。此外，还要对每题注明编号、章节号、试题来源等参数。难度是由教师根据已有佝经验和资料提出来的，在后来的使用进行不断的修正。如上所述，建设题库系统是一项工作量很大的系统工程，它的完成不仅需要大量的人力和时问，还要有周密的实施计划和方案，并在实践的过程中进行不断的调整。题库系统是计算机辅助测验系统的一种重要形式，在国内得到了越来越广泛的应用。它的生成试卷、进行测试和阕卷等功能可以为教师节省大量的时间，而且能够在大范围内进行高质量的测验，这无疑会对提高教学质量产生积极的促进作用，因此受到普遍的重视。j 4第二章系统开发w e b 数据库相关技术第二章系统开发w e b 数据库相关技术w e b 技术与数据库的结合- - w e b 数据库技术，正在深刻地改变着网络应用的面貌。无论是网络国书馆、网络情报检索系统、网络应用出版、电子商务，还是基于b s 方式的信息管理系统，都离不开w e b 数据库技术的支持。并且，随着网络应用的深度、广度的不断拓展，w e b 数据库技术将日益突显其重要意义。2 1w e b 开发技术的发展随着w e b 技术的广泛应用，静态w e b 页面无法提供充分的交互功能，同时企业也无法将动态的信息及时发布到网络上，这就导致了动态w e b 数据库的发展。它的发展经历了以下几个技术阶段：1 c g i 技术阶段c g i ”“是c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e 的简称，意即公- j - l n 关接口，是外部应用程序与w e b 服务器之间的接v i 标准。利用它可使数据库与w w w 集成，实现动态的w e b 数据库应用。目前，c g i 技术最为成熟，历史最为悠久，并且也得到了广泛的应用。但其效率低，编程难 扩展受限，并存在安全隐患，这些缺陷的存在是其应用的最大困难。c g i 应用流程如图2 1 所示：图2 - ic g i 应用流程2 i d c 技术阶段i d c “”“。( i n t e r n e td a t a b a s ec o n n e c t o r ，i n t e r n e t 数据库连接器) 是微软提供的一个a p i ( a p p l i c a t i o np r o g r a mi n t e r f a c e ，应用程序接口) ，事实上是微软的w e b 服务器i i s ( i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e ，i n t e r n e t 信息服务器) 的一个i s a p i ( i n t e r n ets e r v e ra p i ) 应用程) 芋h t p o d b e d ll 。它可通过o d b c ( o p e nd a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ，开放数据席连接) 接口访问各种各样的数掘库。但由于i d c 基于微软的i i s ，因此跨平台性相当差。i d c 应用流程如图2 2 所示：1 5南昌大学工学硕士学位硷文图2 2i d c 应用流程3 a s p 技术阶段a s p ( a c tsv es e r v e rp a g e ，动态服务器页面) 是基于m i c r o s o f tn t4 0和i i s3 o 以上版本或p w s ( p e r s o n a lw e bs e r v e ro n w i n 9 x ，个人w e b 服务器)的开放式脚本开发环境，是最新的动态w e b 数据库应用开发方案。i i s p w s 用于解释并执行a s p 的脚本语言，然后把解释的结果返回给客户端。利用它可以实现复杂的w e b 应用，开发动态、高效和交互的w e b 服务器端应用程序。a s p 的执行流程为：i e 浏览器向w e b 服务器提交请求，申请访问个a s p 文件；w e b 务器调用a s p文件并执行；用a d o 组件通过o d b c 访问数据库，将结果传递到用户的浏览器。a s p应用流程如图2 3 所示：霹。熟 互 爿霉徽f客户端 气涮u图2 3a s p 应用流程2 2 访问w e b 数据库的几种技术实现w e b 数据库访问的技术革新大致可分为两类，一种是以w e b 服务器为中介，把浏览器和数据源连接起来，在服务器端执行对数据库的操作；另一种是将应用程序和数据库下载到客户端系统，在客户端执行对数据库的访问。目前有以下几种数据库访问技术“”2 3 ：】利用c g i 访问w e b 数据库、利用c g i 访问w e b 数据库是利一传统的方式。当浏览器发出h t t p ( h y p e r t e x tt r a n s p o r tp r o t o c o l ，超文本传输协议) 请求时，w e b 服务器执行相应的应用程序，访问站点数据库，并将查询结果掣, h t m l 格式送回到浏览器。这种方式有很多缺点，不易开发、不易调试和检错，功能有限，开发困难，其应用受到限制。2 利用i d c 访问w e b 数据库，、1 6第二章系统开发w e b 数据库相关技术利用i d c 访l h w e b 数据库是一种简易方案，对数据库的操作仍然放在w e b 端，我们可通过s q l 语句对数据库进行查询、输八、更新、删除等操作。i d c 设计简易，r可不用编译直接