CN112232657A - 一种多功能智能题库系统 - Google Patents

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Abstract

一种多功能智能题库系统，其属于教育评价的技术领域。该系统包括母题模块、学科能力标记模块和智能指数标记模块；题库从章节、知识能力分项以及智能指数三个维度进行了设定，通过不同维度的结合能实现不同的需求。题库的智能指数维度，自动为各类题型确定难度值并按各类题型排序，并根据智能指数相等的概念能自动生成等价测题。按章节划分的维度，可以按照需要组单项训练的题组；能力项分类的维度，可以完成学业评价报告分析知识点、能力点的需求，学业跟踪评价、诊断学生学业问题以及推送补偿训练题组。三个维度结合完成能满足常规的能按模板组卷，按照测题指标组卷的要求。

Description

一种多功能智能题库系统
技术领域
本发明涉及一种多功能智能题库系统，其属于教育评价的技术领域。
背景技术
随着互联网技术的普及与应用，广大有识之士把目光聚集在了教育上，全民关注教育的焦点是学业考试。因此，用互联网技术为考试出题就成了热点中的热点了，铺天盖地的题库系统应运而生。但是，在课程实施的过程中，考试需要题，教学训练需要题，跟踪检测需要题，课后作业需要题，阶段考试需要题，这些题都是一样性质的题吗？回答是否定的。
课堂练习多少合适？课后作业多少合适？单元测试多少题合适：期中测试多少题合适？跟踪测评什么样的测题能实现？题目是难还是易，靠感觉评判能有个准吗？对学生的学业发展水平测评，仅仅考知识，考试结果不清楚学科素质发展水平的测试有意义吗？用什么样的题能把学生考分背后的意义揭示明白？这一系列的问题说明，教育发展到现在，仅仅把题聚拢到一起，能抽题组卷的题库已经不适应教育实践的需要了。题库要满足教育实践的教学、作业、小测验、专项训练、特质能力训练，分项能力考核与训练，综合能力测试等等需要。教育实践需要智能化的，功能完备的智能题库。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本申请提供一种多功能智能题库系统，题库从章节、知识能力分项以及智能指数三个维度进行了设定，通过不同维度的结合能实现不同的需求。
本发明采用的技术方案为：一种多功能智能题库系统，该系统包括母题模块、题目属性模块、学科能力标记模块和智能指数标记模块；
母题模块：母题矩阵为元素运算封闭的矩阵；母题矩阵分两个层次完成，首先建立由矩阵块Mij构成的矩阵：
Figure BDA0002723224540000021
其中：Mij为矩阵块，i代表该矩阵块中测题所属的章，j代表该矩阵块中测题所属的单元；
Mij是由具体的的单题构成的子集；
Figure BDA0002723224540000022
aijkn是矩阵块Mij中的一个单题；
其中：i代表该单题所属的章，j代表该单题所属的单元；k代表该单题所属的小节，n代表该单题的题号，n≥300；
题目属性模块：该模块标记了单题所属学科、学段、年级、教材版本的信息；学科能力标记模块：在单题aijkn上用“红标”标注出整个学段的能力项分类M，用“蓝条”标注出每个红标下的第二层能力点分类x，第三个层级标注出能力要素，能力要素的划分为：概念知识的学习和运用，需要和发展的是抽象、识别、判断、分类学科能力；原理知识的学习和运用，需要和发展的是归纳、演绎、类比推理方面的学科能力；方法类知识的学习和运用，需要和发展的是归纳、类比、具体化学科能力；实践应用是学生能把学到的学科知识直接应用于生活实践的能力；综合创新运用是引导学生把学到的学科知识，略有创造性地应用于解决具体问题；
智能指数标记模块：单题aijkn根据题目的解题答案，统计解题中使用所有的知识项数，重复项也进行累计，记m为包括重复项的所有知识项数，p为重复使用的知识项数；对题目中的有效数据个数进行统计，记r为应用题中有效数据的个数；对阅读理解题目，以句号为节点，统计阅读材料的句子数，记d为阅读资料的句子数；
智能指数标记模块：单题aijkn根据题目的解题答案，统计解题中使用所有的知识项数，重复项也进行累计，记m为包括重复项的所有知识项数，p为重复使用的知识项数；对题目中的有效数据个数进行统计，记r为应用题中有效数据的个数；对阅读理解题目，以句号为节点，统计阅读材料的句子数，记d为阅读资料的句子数；
题目中标记d的，分类到阅读材料题区；题目中标记r的，分类到应用题区；题目中仅标记m或标记m、p，分类到基础知识题区；
基础知识题区中题目采用的智能指数计算公式为：
Figure BDA0002723224540000031
其中：m为包括重复项的所有知识项数，p为重复使用的知识项数；
应用题区中题目采用的智能指数计算公式为：
Figure BDA0002723224540000032
其中：m为包括重复项的所有知识项数，p为重复使用的知识项数，r为应用题中有效数据的个数；
阅读材料题区中题目采用的智能指数计算公式为：
Figure BDA0002723224540000041
其中：m为包括重复项的所有知识项数，p为重复使用的知识项数，d为阅读资料的句子数；
将计算所得的智能指数，标记到题目上。
题库的智能指数维度，自动为各类题型确定难度值并按各类题型排序；能精确计算每套卷的智力劳动强度(单位时间付出的智力劳动值)，从而推送合适的作业量，不超出学生能承受的智力劳动强度各时间长度；并根据智能指数相等的概念能自动生成等价测题。
按章节划分的维度，可以按照需要组单项训练的题组；
能力项分类的维度，可以完成学业评价报告分析知识点、能力点的需求，学业跟踪评价、诊断学生学业问题以及推送补偿训练题组。
三个维度结合可以完成常规的能按模板组卷，按照测题指标组卷等等。
本发明的有益效果为：该系统包括母题模块、学科能力标记模块和智能指数标记模块；题库从章节、知识能力分项以及智能指数三个维度进行了设定，通过不同维度的结合能实现不同的需求。题库的智能指数维度，自动为各类题型确定难度值并按各类题型排序，并根据智能指数相等的概念能自动生成等价测题。按章节划分的维度，可以按照需要组单项训练的题组；能力项分类的维度，可以完成学业评价报告分析知识点、能力点的需求，学业跟踪评价、诊断学生学业问题以及推送补偿训练题组。三个维度结合完成能满足常规的能按模板组卷，按照测题指标组卷的要求。
具体实施方式
实施例1智能指数的标记
某社区在疫情期间，卖早点的张大爷免费为“抗疫”社区服务人员和社区内值班民警送盒饭，每份盒饭成本和18元，每天值班的民警有7人，社区服务人员有28人，张大爷连续送了6天盒饭，社区干部主动捐款，为张大爷减轻负担，6天一共付给张大爷2160元(张大爷得到的钱为正数，花出去的钱为负数)，请你计算一下，张大爷在6天送盒饭中个人花了多少钱？
解：(-18)×6×(7+28)+(+2160)
＝(-18)×6×35+2160
＝-3780+2160＝-1620
答：张大爷在6天送盒饭中个人花了1620(元)。
应用知识项：①有理数加法法则；②有理数乘法法则；③同级运算，从左到右计算。有理数加法法则重复用了2次；题中包含的独立意义的数据有5个，m＝5，p＝2，r＝5；满足m≥2，p≥1的条件，所以智能指数计算公式为：n＝3m-2(2-p)+r(r-1)/2＝25
实施例2能力类别标记
图形的认识(能力项-红标)
运用两条直线相交、垂直、对顶角、邻补角、补角等位置与数量的概念知识，解决对两直线相交、垂直、对顶角、邻补角、补角等关系的识别、分类及推导关系问题的能力。I1(能力点-蓝条)
直线AB、CD相交于点O，已知∠AOC＝40°，则∠BOD的度数为()
A.20°B.40°C.50°D.140°
表1课程章节与能力点对应表
Figure BDA0002723224540000051
Figure BDA0002723224540000061
Figure BDA0002723224540000071
Figure BDA0002723224540000081
表2学科能力分类别与能力点的对应表
学科能力分类别组 能力点
数的认识与运算能力 H<sub>1</sub>H<sub>2</sub>H<sub>3</sub>H<sub>4</sub>H<sub>5</sub>
图形认识、变换与运算能力 I<sub>1</sub>I<sub>2</sub>I<sub>3</sub>I<sub>4</sub>I<sub>5</sub>I<sub>6</sub>I<sub>7</sub>I<sub>8</sub>
数学应用建模能力 J<sub>1</sub>J<sub>2</sub>J<sub>3</sub>J<sub>4</sub>
数学证明能力 K<sub>1</sub>K<sub>2</sub>K<sub>3</sub>
式子变换与运算能力 L<sub>1</sub>L<sub>2</sub>L<sub>3</sub>L<sub>4</sub>L<sub>5</sub>L<sub>6</sub>L<sub>7</sub>L<sub>8</sub>
数据分析能力 M<sub>1</sub>M<sub>2</sub>M<sub>3</sub>M<sub>4</sub>
数学思维能力 P<sub>1</sub>
综合运用能力 Q<sub>1</sub>Q<sub>2</sub>Q<sub>3</sub>Q<sub>4</sub>Q<sub>5</sub>Q<sub>6</sub>
创新与实践运用能力 R<sub>1</sub>
该题库解决了三个问题：
①题库中题目的难度是客观计算而得到的，不是凭感觉估计的；
②保证明确地告诉使用题目的人，这道题或这一组题，学生做完需要付出的智力劳动是多少。
③我们在另一项专利中提出了“智力劳动强度”的概念，建立了一组微分方程组，用求特解的方法求出了小初高中学生在单位时间可承受的“智力劳动强度”有效域限，低于域限的题组训练效果太低，高于域限的题组对学生的身心都会造成伤害。我们的智能指数算法模型这项发明，解决了教育评价和教学过程中，对学生的学业负担计量方法不科学的问题，把人为定考题难度、认为确定作业量、认为判定考题难度的不合理的问题，一并找出了解决问题的方法。
题目的测试功效在付出智力劳动这个侧面上标记清楚了。
题库中的题，除了标记上述的特殊属性之外，还标注了题目所属学科、学段、年级、教材版本信息，这样，在我们的题库中的测题，与教学实际的对应性非常强，方便事件中的教师使用。该题库中的每一道题都具有这些特殊属性和自然属性，题库的结构与普通意义的题库有很大的区别，系统科学告诉我们，系统的结构决定系统的功能，因此我们的智能题库是具有多项功能的。

Claims (1)

1.一种多功能智能题库系统，其特征在于，该系统包括母题模块、题目属性模块、学科能力标记模块和智能指数标记模块；
母题模块：母题矩阵为元素运算封闭的矩阵；母题矩阵分两个层次完成，首先建立由矩阵块Mij构成的矩阵：
Figure FDA0002723224530000011
其中：Mij为矩阵块，i代表该矩阵块中测题所属的章，j代表该矩阵块中测题所属的单元；
Mij是由具体的的单题构成的子集；
Figure FDA0002723224530000012
aijkn是矩阵块Mij中的一个单题；
其中：i代表该单题所属的章，j代表该单题所属的单元；k代表该单题所属的小节，n代表该单题的题号，n≥300；
题目属性模块：该模块标记了单题所属学科、学段、年级、教材版本的信息；
学科能力标记模块：在单题aijkn上用“红标”标注出整个学段的能力项分类M，用“蓝条”标注出每个红标下的第二层能力点分类x，第三个层级标注出能力要素，能力要素的划分为：概念知识的学习和运用，需要和发展的是抽象、识别、判断、分类学科能力；原理知识的学习和运用，需要和发展的是归纳、演绎、类比推理方面的学科能力；方法类知识的学习和运用，需要和发展的是归纳、类比、具体化学科能力；实践应用是学生能把学到的学科知识直接应用于生活实践的能力；综合创新运用是引导学生把学到的学科知识，略有创造性地应用于解决具体问题；
智能指数标记模块：单题aijkn根据题目的解题答案，统计解题中使用所有的知识项数，重复项也进行累计，记m为包括重复项的所有知识项数，p为重复使用的知识项数；对题目中的有效数据个数进行统计，记r为应用题中有效数据的个数；对阅读理解题目，以句号为节点，统计阅读材料的句子数，记d为阅读资料的句子数；
题目中标记d的，分类到阅读材料题区；题目中标记r的，分类到应用题区；题目中仅标记m或标记m、p，分类到基础知识题区；
基础知识题区中题目采用的智能指数计算公式为：
Figure FDA0002723224530000021
其中：m为包括重复项的所有知识项数，p为重复使用的知识项数；
应用题区中题目采用的智能指数计算公式为：
Figure FDA0002723224530000022
其中：m为包括重复项的所有知识项数，p为重复使用的知识项数，r为应用题中有效数据的个数；
阅读材料题区中题目采用的智能指数计算公式为：
Figure FDA0002723224530000031
其中：m为包括重复项的所有知识项数，p为重复使用的知识项数，d为阅读资料的句子数；
将计算所得的智能指数，标记到题目上。
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