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基于IRT的自适应考试系统的研究与设计

作　者: 何林艳
导　师: 李延珩
学　校: 大连海事大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: IRT IRT参数估计 自适应考试 题库 选题策略
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 225次
引　用: 4次
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内容摘要


考试是教学活动中最重要的环节之一,随着计算机技术和网络技术发展日益成熟,各种类型的网络考试系统不断涌现出来。目前大部分的考试系统都是基于传统的经典测试理论(CTT),其存在的问题是不能客观、准确地测试出考生的知识和能力水平等。本文将尝试采用项目反应理论(IRT)去解决这些问题,实现一个“因人施测”的自适应考试系统。计算机自适应考试(Computerized Adaptive Testing,简称CAT)是以项目反应理论为指导,同时也是近年来将计算机技术应用于教育测量学并取得重大进展的考试方法,它在很大程度上弥补了基于经典测试理论传统考试的不足。由于国内实用的CAT很少,所以CAT系统的研究有着很大的空间和实用价值。本文首先在介绍了三种教育测量理论的基础上,较详细地论述了项目反应理论的基本原理、模型、参数估计以及信息函数等。分析比较了目前CAT开发的三个重要算法,在此基础上提出了实现CAT考试系统的解决方案。本系统采用三参数逻辑斯蒂模型(3PLM)来描述项目特征性与考生特质水平之间的关系。然后基于3PLM与CAT考试特点建设一个IRT题库,并就建设题库过程中所涉及到的各项参数估计方法深入讨论。本文以IRT项目参数不变性为基础,同时充分结合CTT理论的优点,利用CTT与IRT的统计结果之间存在某种相关性,进行项目参数估计。最后以IRT为理论基础,采用J2EE技术、MVC三层设计模式和B/S架构实现了一个基于IRT的自适应考试系统。经蒙特卡洛模拟实验,得出一些评价指标,反映出本系统有较好的准确性和测验效率。并对全文进行小结,提出了进一步研究的方向和内容。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 自适应考试研究背景  9-10
  1.2 自适应考试的优势  10
  1.3 自适应考试在国内外发展现状及研究意义  10-11
  1.4 研究目标和主要内容  11-13
第2章 自适应考试系统的理论基础  13-24
  2.1 经典测量理论  13-14
    2.1.1 经典测量理论的基本原理  13-14
    2.1.2 CTT的局限性  14
  2.2 概化理论  14-15
  2.3 项目反应理论  15-23
    2.3.1 项目反应理论的基本原理  15-16
    2.3.2 IRT模型  16-18
    2.3.3 IRT模型参数估计  18-20
    2.3.4 项目测验信息函数  20-22
    2.3.5 项目反应理论的局限性  22-23
  2.4 CTT和IRT的联系  23-24
第3章 自适应考试系统的实现技术  24-31
  3.1 J2EE技术  24-27
    3.1.1 JDBC  25-26
    3.1.2 Java Servlet  26-27
    3.1.3 JSP  27
  3.2 UML建模技术  27-28
  3.3 设计模式  28-31
第4章 自适应考试系统的总体分析与设计  31-44
  4.1 系统总体功能需求分析  31-32
  4.2 系统总体设计  32-34
  4.3 数据库设计  34-37
  4.4 基于IRT自适应考试过程  37-44
    4.4.1 测验的起始点  38
    4.4.2 后继选题策略  38-41
    4.4.3 测验终止条件  41-44
第5章 基于IRT的题库建设  44-57
  5.1 试题开发  45
  5.2 试题参数估计  45-51
    5.2.1 难度  46-50
    5.2.2 区分度  50-51
    5.2.3 猜测系数  51
  5.3 曝光率控制  51-54
  5.4 内容平衡  54-55
  5.5 题库题量的问题  55
  5.6 题库结构设计  55-57
第6章 自适应考试系统的实现  57-75
  6.1 数据库的构建与访问  57-59
  6.2 用户管理模块的实现  59-64
    6.2.1 用户登录  61-63
    6.2.2 用户信息维护  63-64
  6.3 题库管理模块的实现  64-69
    6.3.1 试题录入、修改和删除  64-66
    6.3.2 试题查询及浏览  66-69
  6.4 考试管理模块的实现  69-75
第7章 系统测试与小结  75-80
  7.1 蒙特卡洛模拟实验  75-77
    7.1.1 蒙特卡洛模拟实验的步骤  75-76
    7.1.2 实验结果及分析  76-77
  7.2 系统测试  77-78
  7.3 小结与展望  78-80
参考文献  80-83
致谢  83-84
研究生履历  84

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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