TWI485670B - Method of option selection for numerical multiple choice questions - Google Patents
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Description
本發明係有關一種選擇題之選項出題方法,特別是指一種數值式選擇題出題方法之數值式選擇題之選項產生方法。
在考試中,選擇題對於批改者是一種較為便利的批改方式,但傳統求數值的選擇題選項多半為固定大小或順序,就算將選項次序亂數排列,選項中的數字對比後大小順序還是相同,因此考題容易淪為記憶選項的下場,解決此問題的方法就是再把題目跟選項變化後放進題庫中,但這會使得題庫內容日益龐大,不易管理。
為了解決此問題,題庫系統設計了「填充式的計算題」,可於題目中輸入一些因變數(n
1to
10),舉例題目如下:公園步道一圈為40公尺,快走速度為n
1to
10公尺/秒,需時多少秒?其中解題方程式為:時間=距離÷速度=40/n
1to
10,本實施例舉例n
1to
10為7,套入解題方程式後得出40/7=5.7142...,因此應考人需填入答案「5.7142...」。
但此方法對於小數點之範圍要多精準,容易造成爭端。鑑此,題庫系統設計了「選擇式的計算題」,除了可於題目中可輸入一些因變數(n
1to
10)外,在選擇題的選項中亦可將答案套入各式運算式,使選項隨著題目中敘述的不同因變數,作對應的調整。其中「選擇式的計算題」之選項安排可如下:正確答案選項a:(40/n
1to
10)秒;錯誤答案邊項b:(40/n
1to
10)*2秒;錯誤答案選項c:(40/n
1to
10)/2秒;錯誤答案選項d:(40/n
1to
10)/3秒,本實施例設n
1to
10為5時,出現給應考人的題目形式如下:公園步道一圈為40公尺,快走速度為5(n
1to
10)公尺/秒,需時多久?a. 8.00秒;b. 2.67秒;c. 16.0秒;d. 4.00秒,鑑此,若將選項由大至小排列為16、8、4、2.67,其中答案為8,接下來再以n
1to
10=7為例,選項為a. 5.71秒;b. 11.4秒;c. 2.86秒;d. 1.9秒,將選項由大至小排列後為11.4、5.71、2.86、1.9,其中答案為5.71,綜上所述,不管n
1to
10為5或7,只要選擇第2大的選項,則為正確答案,因此容易被應考人看出規則,洩露答題的線索,使考題容易淪為記憶選項。
有鑑於此,本發明係針對上述之問題,提出一種數值式選擇題之選項產生方法改良,以有效解決習知之問題。
本發明之主要目的在提供一種數值式選擇題之選項產生方法,其係應用於題庫系統中,應用於數值式之選擇題的選項產生方法,可依算式內之隨機亂數,更改答案數值於數值選項中的大小排列順序。
本發明之另一目的在提供一種數值式選擇題之選項產生方法,其係可產生與答案等比或等差的選項。
為達上述之目的,本發明提供一種數值式選擇題之選項產生方法,其係先設定出一數值式選擇題,並取得數值式選擇題之一數值答案後,定義數值式選擇題中設有幾道選項,最後再根據一數值選項與數值答案關係式,得出複數個數值式選擇題之選項的數值選項,使數值式選擇題之數值選項可大於或小於數值答案之數值。
底下藉由具體實施例詳加說明,當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
本發明係為一種數值式選擇題之選項產生方法,請參照第一圖,其係為本發明之方法流程圖,如圖所示,首先,進入步驟S10,其係先設定出一數值式選擇題,例如:公園步道一圈為40公尺,快走速度為5公尺/秒,需時多久?運算過後取得數值式選擇題之一數值答案為8後,再進入步驟S12,定義出數值式選擇題中設有幾道選項,最後,進入步驟S14再根據一數值選項與數值答案關係式,得出複數個數值式選擇題之選項的數值選項,使數值式選擇題之數值選項可大於或小於數值答案之數值,其中若欲將數值選項與數值答案以等差方式呈現,則數值選項與數值答案關係式則可利用下列方程式(1):
其中choice
(c
)係為第c
個選項的數值;a
係為數值答案;c b
係為將c
化成2進制後,第b
個位元的值,其值不是0就是1,其中pm
(d
)之實現方法如下方程式(2)所示:
pm
(d
)=-d
+X
*d
*2 (2)
其中d
係為等差數值;X
係為0或1的整數隨機變數,藉由X
此輔助亂數來改變數字大小的排列順序。
以上係為說明本發明之方法流程步驟,以下則進一步詳細說明本發明之方程式演算方法,以及舉例說明實施方式,其中上述所提之方程式(1)(2)所推演之數學描述,如下所示:
本發明的數值選項具有不規則且無法猜測的特性,將於定理1與定理2陳述之。在證明這兩個定理之前,我們需要先提出並證明三個輔助定理。
輔助定理1(Lemma 1):c b
=0, b
>log2
(c
+1)-1。
證明:利用歸繆證題法,假設 b
>log(c
+1)-1-1,c b
=1
b
+1 log2
(c
+1),b log2
(c
+1)-1,b log2
(c
+1)-1與前提b
>log(c
+1)-1-1矛盾,故得證。
輔助定理2(Lemma 2):
證明:
(a
).當c
=2 n -1
,2 n -1
+1,2 n -1
+2,...,2 n
-1時:
(b
).當c
=0,1,2,...,2 n -1
-1時:Θlog2
(c
+1)-1<n
-1,且由
綜合得證。
定理1:已知,則choice
(0)~choice
(2 n
-1),具有以下特性:它可產生2 n
組包含a
在內,且每組都是公差為d
,項數為2 n
的等差數列。
證明:當n
=1時,choice
(0)=a
;choice
(1)=a
+pm
(d
.20
)=a
+pm
(d
.1)=a
+pm
(d
);當pm
(d
)=-d
當pm
(d
)=+d
:
恰有2 n
=21
=2組包含a
在內,且每列(row)都是公差為d
,項數為2 n
=21
=2的等差數列,成立。
n
=2時,由輔助定理2中得知,choice
(c
+21
)=choice
(c
)+pm
(d
.21
),因此當c=2時,將choice
(2)內的2化為二進制,則如下所示:choice
(2)=choice
(0+21
)=choice
(0)+pm
(d
.21
)=choice
(0)+pm
(d
.2);依此類推,當c=3時,將choice
(3)內的3化為二進制,則如下所示:choice
(3)=choice
(1+21
)=choice
(1)+pm
(d
.21
)=choice
(1)+pm
(d
.2);因此,當pm
(d
.2)=-d
.2時:
當pm
(d
.2)=+d
.2時:
綜合pm
(d
.2)=-d
.2及pm
(d
.2)=+d
.2所述,n
=2時,恰有2 n
=22
=4組包含a
在內,且每組都是公差為d
,項數為2 n
=22
=4的等差數列成立。
假設n
=k
時成立,恰有2 k
組包含a
在內,且每組都是公差為d
,項數為2 k
的等差數列:
當n
=(k
+1)時:運用輔助定理2,可得choice
(c
+2 k
)=choice
(c
)+pm
(d
.2 k
), c
=0,1,2,…,2 k
-1;因此當pm
(d
.2 k
)=-d
.2 k
時,形成2 k
個列(row),新增的項因為多加上-d
.2 k
,因此都在欄位左側。而當pm
(d
.2 k
)=+d
.2 k
時,形成2 k
個列(row),新增的項因為多加上+d
.2 k
,因此都在欄位右側。綜合pm
(d
.2 k
)=-d
.2 k
及pm
(d
.2 k
)=+d
.2 k
所述,恰有2 k
+2 k
=2 k
+1
組包含a
在內,且每組都是公差為d
,項數為2 k
+1
的等差數列,故得證。
接下來藉由具體實施例加以詳細說明,並針對設有二個選項及四個選項的選擇題的使用,做為幾個實施例,說明本發明如何產生等差數值選項於數值式選擇題。首先設定一數值式選擇題,本實施例係先舉例設有二選項,其中數值式選擇題題目如下:公園步道一圈為40公尺,快走速度為n
1to
10公尺/秒,需時多久?其中解題方程式為:時間=距離÷速度=40/n
1to
10,而正確答案為(40/n
1to
10)秒;選項1則為(40/n
1to
10)+pm
(d
.20
)秒,其中n
1to
10可為1至10的整數隨機變數,本實施例將n
1to
10設為5,經由解題方程式得出正確答案為8。本實施例係將pm
(d
.20
)內之d
設為1但d
之值更可為任何隨機正或負整數,且X
可為0或1,以更改數值答案之大小排序,鑑此當X
=0時,數值選項之計算方法如下所示:選項0即為正確答案=choice
(0)=a
=(40/n
1to
10)=(40/5)=8;以及選項1=choice
(1)=a
+pm
(d
.20
)=a
+pm
(d
.1)=a
+pm
(d
)=(40/n
1to
10)+(-1+X
*2)=(40/5)+(-1+0*2)=8-1=7;選項由大而小排列為:8、7,正確答案為選項中第1大的選項。
當X
=1時,數值選項之計算方法如下所示:選項0即為正確答案=(40/n
1to
10)=(40/5)=8;以及選項1=(40/n
1to
10)+(-1+X
*2)=(40/5)+(-1+1*2)=8+1=9;選項由大而小排列為:9、8,正確答案為選項中第2大的選項。
接下來本實施例舉例當選項為四項時,X
亦可為0或1,並藉由輔助定理2可得知choice
(c
+21
)=choice
(c
)+pm
(d
.21
), c
=0,21
-1=0,1,鑑此,當設有四個選項時,選項產生方法則如下所示:選項0即為正確答案=choice
(0)=a
=(40/n
1to
10)秒;選項1=choice
(1)=a
+pm
(d
.20
)=a
+pm
(d
.1)=a
+pm
(d
)=(40/n
1to
10)+(-1+X
*2)秒;選項2=choice
(2)=choice
(0+21
)=choice
(0)+pm
(d
.21
)=choice
(0)+pm
(d
.2)=(40/n
1to
10)+(-2+X 2
*4)秒;以及
選項3=choice
(3)=choice
(1+21
)=choice
(1)+pm
(d
‧21
)=choice
(1)+pm
(d
‧2)=(40/n
1to
10)+(-1+X
*2)+(-2+X 2
*4)秒;
其中n
1to
10為1~10的整數隨機變數,X
、X 2
為0或1的整數隨機變數。
本實施例將n
1to
10設為5,則由X
,X 2
組合成4種可能的形式為:
(X
,X 2
)=(0,0)時,
選項0即為正確答案=(40/n
1to
10)=(40/5)=8;
選項1=(40/n
1to
10)+(-1+X
*2)=(40/5)+(-1+0*2)=8+(-1)=7;
選項2=(40/n
1to
10)+(-2+X 2
*2)=(40/5)+(-2+0*4)=8+(-2)=6;以及
選項3=(40/n
1to
10)+(-1+X
*2)+(-2+X 2
*4)=(40/5)+(-1+0*2)+(-2+0*4)=8+(-1)+(-2)=5;
因此選項由大而小排列為:8、7、6、5,正確答案為選項中第1大的選項。
當(X
,X 2
)=(1,0)時,
選項0即為正確答案=(40/n
1to
10)=(40/5)=8;
選項1=(40/n
1to
10)+(-1+X
*2)=(40/5)+(-1+1*2)=8+1=9;
選項2=(40/n
1to
10)+(-2+X 2
*2)=(40/5)+(-2+0*4)=8+(-2)=6;以及
選項3=(40/n
1to
10)+(-1+X
*2)+(-2+X 2
*4)=(40/5)+(-1+1*2)+(-2+0*4)=8+1+(-2)=7;
選項由大而小排列為:9、8、7、6,正確答案為選項中的第2大的選項。
當(X
,X 2
)=(0,1)時,
選項0即為正確答案=(40/n
1to
10)=(40/5)=8;
選項1=(40/n
1to
10)+(-1+X
*2)=(40/5)+(-1+0*2)=8+(-1)=7;
選項2=(40/n
1to
10)+(-2+X 2
*2)=(40/5)+(-2+1*4)=8+2=10;以及
選項3=(40/n
1to
10)+(-1+X
*2)+(-2+X 2
*4)=(40/5)+(-1+0*2)+(-2+1*4)
=8+(-1)+2=9;
選項由大而小排列為:10、9、8、7,正確答案為選項中的第3大的選項。
當(X
,X 2
)=(1,1)時,
選項0即為正確答案=(40/n
1to
10)=(40/5)=8;
選項1=(40/n
1to
10)+(-1+X
*2)=(40/5)+(-1+1*2)=8+1=9;
選項2=(40/n
1to
10)+(-2+X 2
*2)=(40/5)+(-2+1*4)=8+2=10;以及
選項3=(40/n
1to
10)+(-1+X
*2)+(-2+X 2
*4)=(40/5)+(-1+1*2)+(-2+1*4)
=8+1+2=11;
選項由大而小排列為:11、10、9、8,正確答案為選項中的第4大的選項。鑑此由上述可知,根據X
之變數可改變答案數值於數值選項中的大小排列順序。
接下來當數值選項之數值欲以等比方式呈現時,則可利用如下方程式(3)所示:
其中choice
(c
)係為第c
個選項的數值;a
係為數值答案;c b
係為將c
化成2進制後,第b
個位元的值,其值不是0就是1,其中md
(r
)之實現方法如下列方程式(4)所示:
其中r
係為公比數值;X
係為0或1的整數隨機變數,藉由X
此輔助亂數來改變數字大小的排列順序。
其中上述所提之方程式(3)(4)所推演之數學描述,如下所示:
輔助定理3(Lemma 3):若已知choice
(c
)=a
‧,則
證明:
(a
).當c
=2 n -1
,2 n -1
+1,2 n -1
+2,...,2 n
-1時:
(b
).當c
=0,1,2,...,2 n -1
-1時:Θlog2
(c
+1)-1<n
-1,且由
綜合(a
),(b
)(6)=a
‧‧md
(r n
)=choice
(c
)‧md
(r n
),得證。
定理2:已知choice
(c
)=a
‧,則choice
(0)~choice
(2 n
-1), n N
具有以下特性:它可產生2 n
組包含a
在內,且每組都是公比為r
,項數為2 n
的等比數列。
證明:當n
=1時,choice
(0) a
;choice
(1)=a
‧md
()=a
‧md
(r 1
)=a
‧md
(r
);
當md
(r
)=時:
當md
(r
)=r
時:
恰有2 n
=21
=2組包含a
在內,且每組都是公比為r
,項數為2 n
=21
=2的等比數列。
當n
=2時,由輔助定理3中得知:
鑑此,當choice
(2)中c=2時,先將2化為二進制,則如下列所示:
依此類推,當choice
(3
)中c=3時,先將3化為二進制,如下列所示:
當md
(r 2
)=時:
當md
(r 2
)=r 2
時:
綜合md
(r 2
)=及md
(r 2
)=r 2
所述,n
=2時,恰有2 n
=22
=4組包含a
在內,且每組都是公比為r
,項數為2 n
=22
=4的等比數列成立。
假設n
=k
時成立,恰有2 k
組包含a
在內,且每組都是公比為r
,項數為2 k
的等比數列:
當n
=k
+1時,運用輔助定理3,得到:
當md
()=時,形成2 k
個列(row),新增的項因為多乘,因此都在欄位左側。當md
()=時:形成2 k
個列(row),新增的項因為多乘上,因此都在欄位右側。綜合md
()=及md
()=所述,恰有2 k
+2 k
=2 k +1
組包含a
在內,且每組都是公比為r
,項數為2 k +1
的等差數列,故得證。
接下來藉由具體實施例加以詳細說明,並針對設有二個選項及四個選項的選擇題的使用,做為幾個實施例,說明本發明如何產生等比數值選項於數值式選擇題。首先設定一數值式選擇題,數值式選擇題題目如下:公園步道一圈為40公尺,快走速度為n
1to
10公尺/秒,需時多久?其中解題方程式為:時間=距離÷速度=40/n
1to
10,本實施例係先舉例設有二選項,其中正確答案為(40/n
1to
10)秒;選項1則為(40/n
1to
10)*md
(r
)秒,其中n
1to
10可為1至10的整數隨機變數,本實施例將n
1to
10設為5,經由解題方程式得出正確答案為8。本實施例係將md
(r
)內之r
設為1,但r
之值更可為任何隨機正或負整數,且X
可為0或1,以更改數值答案之大小排序,鑑此當X
=0時,數值選項之計算方法如下所示:
選項0即為正確答案=(40/n
1to
10)=(40/5)=8;以及
選項1=(40/n
1to
10)‧(0.5+X
*1.5)=(40/5)‧(0.5+0*1.5)=(40/5)‧0.5=4;
選項由大而小排列為:8、4,正確答案為選項中的第1大的選項。
當X
=1時,
選項0即為正確答案=(40/n
1to
10)=(40/5)=8;以及
選項1=(40/n
1to
10)‧(0.5+X
*1.5)=(40/5)‧(0.5+1*1.5)=(40/5)‧2=16;
選項由大而小排列為:16、8,正確答案為選項中的第2大的選項。
接下來本實施例舉例當數值選項為4項時,X
亦可為0或1,並藉由輔助定理3可得知choice
(c
+21
)=choice
(c
)‧md
(),鑑此,當設有四個數值選項時,選項產生方法則如下所示:
選項0即為正確答案=choice
(0)=a
=(40/n
1to
10)秒;
選項1=choice
(1)=a
‧md
()=a
‧md
(r 1
)=a
‧md
(r
)=(40/n
1to
10)*(0.5+X
*1.5)秒;
選項2=choice
(2)=choice
(0+21
)=choice
(0)‧md
()=choice
(0)‧md
(r 2
)=(40/n
1to
10)*(0.25+X 2
*3.75)秒;以及
選項3=choice
(3)=choice
(1+21
)=choice
(1)+md
()=choice
(1)+md
(r 2
)=(40/n
1to
10)*(0.5+X
*1.5)*(025+X 2
*3.75)秒;
其中n
1to
10為1~10的整數隨機變數,md
(2)=(0.5+X
*1.5),md
(4)=(0.25+X 2
*3.75),X
、X 2
為0或1的整數隨機變數。鑑此,若n
1to
10=5,則由X
,X 2
組合成4種可能的形式可如下列所示:
當(X
,X 2
)=(0,0)時,
選項0即為正確答案=(40/n
1to
10)=(40/5)=8;
選項1=(40/n
1to
10)*(0.5+X
*1.5)=(40/5)+(0.5+0*1.5)=8*0.5=4;
選項2=(40/n
1to
10)*(0.25+X 2
*3.75)=(40/5)+(0.25+0*3.75)=8*0.25=2;以及
選項3=(40/n
1to
10)*(0.5+X
*1.5)*(0.25+X 2
*3.75)=(40/5)*(0.5+0*1.5)+(0.25+0*3.75)=8*0.5*0.25=1;
選項由大而小排列為:8、4、2、1,正確答案為選項中第1大的選項。
當(X
,X 2
)=(1,0)時,
選項0即為正確答案=(40/n
1to
10)=(40/5)=8;
選項1=(40/n
1to
10)*(d.5+X
*1.5)=(40/5)+(0.5+1*1.5)=8*2=16;
選項2=(40/n
1to
10)*(0.25+X 2
*3.75)=(40/5)+(0.25+0*3.75)=8*0.25=2;以及
選項3=(40/n
1to
10)*(0.5+X
*15)*(0.25+X 2
*3.75)=(40/5)*(0.5+1*1.5)+(0.25+0*3.75)
=8*2*0.25=4;
選項由大而小排列為:16、8、4、2,正確答案為選項中第2大的選項。
當(X
,X 2
)=(0,1)時,
選項0即為正確答案=(40/n
1to
10)=(40/5)=8;
選項1=(40/n
1to
10)*(0.5+X
*1.5)=(40/5)+(0.5+0*1.5)=8*0.5=4;
選項2=(40/n
1to
10)*(0.25+X 2
*3.75)=(40/5)+(0.25+1*3.75)=8*4=32;以及
選項3=(40/n
1to
10)*(0.5+X
*1.5)*(0.25+X 2
*3.75)=(40/5)*(0.5+0*1.5)+(0.25+1*3.75)=8*0.5*4=16;
選項由大而小排列為:32、16、8、4,正確答案為選項中第3大的選項。
當(X
,X 2
)=(1,1)時,
選項0即為正確答案=(40/n
1to
10)=(40/5)=8;
選項1=(40/n
1to
10)*(0.5+X
*1.5)=(40/5)+(0.5+1*1.5)=8*2=16;選項2=(40/n
1to
10)*(0.25+X 2
*3.75)=(40/5)+(0.25+1*3.75)=8*4=32;以及選項3=(40/n
1to
10)*(0.5+X
*1.5)*(0.25+X 2
*3.75)=(40/5)*(0.5+1*1.5)+(0.25+1*3.75)=8*2*4=64;選項由大而小排列為:64、32、16、8,正確答案為選項中第4大的選項。鑑此由上述可知,根據X
之變數可改變答案數值於數值選項中的大小排列順序。
綜上所述,本發明可應用於題庫系統中,關於數值式之選擇題的選項產生方法,可依算式內之隨機亂數,更改答案數值於數值選項中的大小排列順序,以產生與答案等比或等差的數值選項。
唯以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾,均應包括於本發明之申請專利範圍內。
第一圖係為本發明之方法流程圖。
Claims (4)
- 一種數值式選擇題之選項產生方法,包括下列步驟:設定一數值式選擇題,並取得該數值式選擇題之一數值答案;定義該數值式選擇題設有幾道選項;以及根據一數值選項與數值答案關係式,以得出複數個該數值式選擇題之該選項的數值選項,使該數值式選擇題之該數值選項可大於或小於該數值答案之數值,其中該數值選項與數值答案關係式係選自:
- 如請求項1所述之數值式選擇題之選項產生方法,其中該pm (d )之實現方法如下:pm (d )=-d +X *d *2;其中d 係為等差數值;X 係為0或1的整數隨機變數。
- 如請求項2所之數值式選擇題之選項產生方法,其中該X 之變數可改變答案數值於數值選項中的大小排列順序。
- 如請求項1所述之數值式選擇題之選項產生方法,其中該md (r )之實現方法如下:
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