基于web的智能數(shù)學(xué)試題測試系統(tǒng)

1、整理ppt基于web的智能數(shù)學(xué)試題測試系統(tǒng)整理ppt相關(guān)背景知識MathMLMathML是基于XML語言標準的數(shù)學(xué)標記語言MathML具有以下特點：(1)能為不同層次的數(shù)學(xué)符號及其含義編碼。(2)能為不管是表現(xiàn)上還是語義上的數(shù)學(xué)格式之間相互轉(zhuǎn)換提供便利，輸出格式可以是圖形顯示、語音合成以及計算機代數(shù)系統(tǒng)輸入或者排版語言等。(3)允許傳遞其它特殊應(yīng)用的信息。(4)有效支持長表達式的瀏覽。(5)提供可擴展功能。(6)能夠和其它數(shù)學(xué)編輯技術(shù)進行良好配合。(7)良好的可讀性，易于開發(fā)與應(yīng)用。整理pptAJAX AJAX全稱為“Asynchronous JavaScript and XML(異步Java

2、Script和XML)，是指一種創(chuàng)建交互式網(wǎng)頁應(yīng)用的網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)。 主要包含了以下幾種技術(shù)： 基于web標準(standards-based presentation)XHTML+CSS的表示； 使用DOM(Document Object Model)進行動態(tài)顯示及交互； 使用XML和XSLT進行數(shù)據(jù)交換及相關(guān)操作； 使用XMLHttp Request進行異步數(shù)據(jù)查詢、檢索； 使用JavaScript將綁定所有的內(nèi)容。整理pptJSON JSON(JavaScript Object Notation）是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式。易于閱讀和編寫，同時也易于機器解析和生成。它基于JavaScrip

3、t(Standard ECMA-262 3rd Edition-December 1999)的一個子集。JSON采用完全獨立于語言的文本格式，但是也使用了類似于C語言家族的習(xí)慣(包括C，C+，C#,Java,JavaScript， Perl，Python等)。這些特性使JSON成為理想的數(shù)據(jù)交換語言。整理pptREST 代表性狀態(tài)傳輸(Representational State Transfer，REST)是一種輕量級的Web Service架構(gòu)風(fēng)格，在Web領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的接受，比基于SOAP和Web服務(wù)描述語言(Web Services Description Language，WS

4、DL)的Web服務(wù)更為簡潔。它可以完全通過HTTP協(xié)議實現(xiàn)，還可以利用緩存Cache來提高響應(yīng)速度，性能、效率和易用性上都優(yōu)于SOAP協(xié)議。REST已經(jīng)被廣泛接納到各個平臺中。整理ppt計算機代數(shù)系統(tǒng)(CAS) Maxima是一種用LISP編寫的計算機代數(shù)系統(tǒng)，用于公式推導(dǎo)和符號計算它是一套自由軟件，在GNU通用公共許可證下發(fā)行。它由麻省理工學(xué)院在美國能源部的支持下于60年代末創(chuàng)造的Macsyma演變而來。 Maple是由加拿大滑鐵盧大學(xué)(Waterloo University)的符號計算研究小組于1980年9月研制的一種計算機代數(shù)系統(tǒng)。它具有良好的使用環(huán)境、強大的符號計算能力、高精度的數(shù)字計

5、算、靈活的圖形 顯示和高效的可編程功能。 Mathematica系統(tǒng)是美國Wolfram研究公司開發(fā)的一個功能強大的計算機數(shù)學(xué)系統(tǒng)。它提供了范圍廣泛的數(shù)學(xué)計算功能，支持在各個領(lǐng)域科學(xué)研究和過程中的各種計算，可以幫助解決比較復(fù)雜的符號計算和數(shù)值計算的理論和實際問題。 它的主要功能包括三個方面：符號演算、數(shù)值計算和圖形。整理ppt智能數(shù)學(xué)試題測試系統(tǒng)MathPASS主要研究內(nèi)容包括： 數(shù)學(xué)公式為主的答案輸入方法研究 試題設(shè)計與生成研究 數(shù)學(xué)試題答案檢測方法研究整理ppt數(shù)學(xué)公式為主的答案輸入方法研究 MathPASS提供了兩種答案輸入方式： 1基于Web的所見即所得的可視化界 面輸入方式； 2基于

6、字符串的線性文本輸入方式。 在圖形化界面下，用戶可以通過鼠標點擊、公式Template選擇、鼠標拖拉(Drag_Drop)方式輸入數(shù)學(xué)公式，數(shù)學(xué)公式會以MathML Presentation方式進行同步顯示?；谧址木€性文本輸入方法提供了一種自然無歧義的基于中綴的數(shù)學(xué)輸入方法。整理ppt試題設(shè)計與生成研究 試題設(shè)計充分考慮試題知識考查點的明確性和試題之間的連續(xù)性。 在MathPASS中，利用PHP程序?qū)崿F(xiàn)了400多種數(shù)學(xué)試題的原型設(shè)計并能自動生成隨機參數(shù)試題。整理ppt數(shù)學(xué)試題答案檢測方法研究 基于計算機代數(shù)系統(tǒng)的答案檢測Web Service(ACS)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動計算試題答案和智能檢測

7、用戶答案。計算機測試系統(tǒng)(ComputerAidedAssessment)可以以REST方式訪問ACS，將MathML、OpenMath,標準中綴格式、擴展標準中綴格式、Maxima格式、Mathematica格式等多種數(shù)學(xué)公式格式的數(shù)學(xué)試題和答案發(fā)送給ACS，ACS能夠?qū)@些格式的數(shù)學(xué)公式進行轉(zhuǎn)換，并利用CAS系統(tǒng)計算標準答案并檢測用戶答案的正確性。整理pptMathPASS是一個綜合的數(shù)學(xué)試題測試應(yīng)用系統(tǒng)，除考慮上面所述研究內(nèi)容外，在MathPASS中作者還設(shè)計和開發(fā)了多種功能模塊來實現(xiàn)數(shù)學(xué)測試系統(tǒng)的各種管理功能： (1)用戶管理子模塊 (2)班級管理子模塊 (3)學(xué)生管理子模塊 (4)

8、試題管理子模塊 (5)成績管理子模塊 (6)試卷生成與管理子模塊 (8)試題自動生成子模塊 (8)答案輸入功能子模塊 (9)答案檢測功能子模塊整理ppt智能數(shù)學(xué)試題測試系統(tǒng)核心子系統(tǒng)介紹1.體系結(jié)構(gòu) MathPASS的主要功能為數(shù)學(xué)試題的自動生成和答案的智能檢測，它的核心 模塊包括試題生成子系統(tǒng)、答案輸入子系統(tǒng)、Answer Checking Web服務(wù)等三部分。下圖顯示MathPASS的體系結(jié)構(gòu)。整理ppt2.核心子系統(tǒng)功能1） 試題自動生成子系統(tǒng) 試題自動生成模塊是一個使用PHP程序設(shè)計與實現(xiàn)的能夠自動隨機生成指定類型試題的子系統(tǒng),可以在每次測試中針對教師指定的試題類型和數(shù)學(xué)條件，為每個學(xué)

9、生分配隨機生成的不同試題。整理ppt2）答案輸入子系統(tǒng)（1）可視化圖形界面輸入 所見即所得的可視化圖形界面有利于用戶進行直觀方便的操作，采用于Web的網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)公式編輯器MathEdit作為答案輸入子系統(tǒng)。編輯完成的數(shù)學(xué)公式以MathML文檔的形式保存，可以方便地包含在Web頁面中表示和傳輸數(shù)學(xué)信息。（2）擴展的標準中綴格式輸入 在MathEdit中采用了標準中綴格式，標準中綴格式是一種通用的公式表示方法，它在設(shè)計時兼顧了科學(xué)家、工程師、教師和學(xué)生等各層次用戶的需求但是在實際應(yīng)用時學(xué)生使用標準中綴格式總會出現(xiàn)各種各樣的”語法”錯誤，不符合標準中綴格式的語法要求但從解題角度來說，學(xué)生的輸入實際上是

10、正確的。如學(xué)生輸入2x表示2*x。但標準中綴格式總是認為這是一種錯誤的輸入。所以針對教育教學(xué)規(guī)律、初等教學(xué)的特點以及學(xué)生教師的輸入習(xí)慣等對標準中綴格式做出了一些改進和擴展，使得它能夠更加高效穩(wěn)定的被學(xué)生使用。整理ppt3) 答案檢測Web服務(wù) 答案檢測服務(wù)使用了免費的計算機代數(shù)系統(tǒng)Maxima，可以解決復(fù)雜和困難的教學(xué)試題答案測試和協(xié)助自動評分的工作。整理ppt3.系統(tǒng)其他模塊功能的介紹MathPASS Web站點的結(jié)構(gòu)示意圖整理ppt1.用戶管理模塊 MathPASS使用了基于角色的訪問控制，將用戶分為guest、student、teacher和admin等四種角色。該模塊提供了用戶管理的基

11、本功能，包括注冊、登錄、注銷，用戶信息和訪問控制管理。 系統(tǒng)中學(xué)生可以管理自己的賬號、參加測試和練習(xí)以及查看自己的成績。教師可以管理學(xué)生、管理班級、設(shè)計試題類型、設(shè)計和組建試卷管理員可以進行用戶和用戶組的管理。整理ppt2.試題管理與試卷生成與管理模塊 試題管理主要提供對試題文字信息描述的修改功能。 試卷生成與管理功能允許教師增加、查看、修改、刪除、和測試試卷。3.成績管理模塊 系統(tǒng)會記錄學(xué)生的所有測試成績。教師可以以兩種方式查看和管理學(xué)生成績。 （1）可以查看一道試題的所有學(xué)生成績， （2）可以查看一名學(xué)生的所有歷史成績。整理ppt4.學(xué)生管理和班級管理 在MathPASS中，教師與班級是一

12、對多的關(guān)系，而學(xué)生與班級則是多對多的關(guān)系一個教師可以同時擁有多個班級，對不同班級開展不同的教學(xué)活動，但一 個班級只能有一位指導(dǎo)教師。學(xué)生可以根據(jù)學(xué)校的教學(xué)安排進入多個班級學(xué)習(xí)。整理ppt試題自動生成子系統(tǒng) 試題自動生成模塊是一個能夠自動生成指定類型試題的子系統(tǒng)能夠向教師提供一個完整的數(shù)學(xué)試題類型庫。系統(tǒng)可以在每次測試中針對教師指定的試題原型、試題類型和數(shù)學(xué)條件，為每個學(xué)生隨機生成不同參數(shù)的試題。試題生成模塊的研究重點和難點是設(shè)計試題原型、確定每種試題原型參數(shù)的隨機取值范圍及各個數(shù)之間的關(guān)系。試題原型是指具有相同結(jié)構(gòu)的同一類型試題的抽象，系統(tǒng)可以依據(jù)試題原型自動生成具體試題。包括兩方面： 1，試

13、題原型設(shè)計 2，試題原型和具體試題生成實例整理ppt智能的答案測試服務(wù)子系統(tǒng)(ACS)試題答案檢測是計算機輔助測試系統(tǒng)的一個核心部分。ACS能夠?qū)崿F(xiàn)試題答案的自動計算，并可以通過比較數(shù)學(xué)公式的等價性實現(xiàn)用戶答案的檢測。計算機測試系統(tǒng)可以以REST方式將MathML、OpenMath、標準中綴格式、擴展標準中綴格式、Maxima格式、或Mathcmatica格式等多種數(shù)學(xué)公式格式的數(shù)學(xué)試題和答案發(fā)送給ACS，ACS將這些格式的數(shù)學(xué)公式進行轉(zhuǎn)換，并利用CAS系統(tǒng)計算標準答案并比較用戶答案與標準答案的等價性，此外，ACS還可以對用戶答案進行簡單判斷，確定答案是否為數(shù)學(xué)公式的最簡形式或是否符合試題要求

14、。整理pptAnswer Cheoking Web Service(ACS)的答案檢測流程 當ACS接收到答案檢測服務(wù)請求后，首先對請求的數(shù)據(jù)進行格式分析，如果不符合ACS服務(wù)請求消息規(guī)范，則做出響應(yīng)提示格式不符合規(guī)范；如果格式符合要求，則判斷用戶的服務(wù)請求有無標準答案，若沒有標準答案則根據(jù)用戶服務(wù)請求數(shù)據(jù)中的qtype參數(shù)按試題類型生成Maxima可執(zhí)行代碼，并調(diào)用Maxima計算試 題標準答案。整理pptACS進行數(shù)學(xué)試題答案檢測的基本流程。整理pptMathPASS答案檢測方式1.客戶端服務(wù)器端同步方式(CS_Sync)2.客戶端服務(wù)器端異步方式(CS_Async)整理pptCS_Sync的缺點：1客戶端在整個的通信時間內(nèi)必須一直等待并且不做任何操作直到得到服務(wù)器端的回應(yīng)，這顯然會使整個通信過程占用較長的時間2服務(wù)器端返回的結(jié)果將是一個全新的頁面Web瀏覽器必須要經(jīng)過刷新以后才能夠顯示出得到的結(jié)果，這將替代以前的頁面。3.在客戶端和服務(wù)器端傳遞了大量的數(shù)據(jù)，其中的大部分其實是不需要的。