在線考試交卷時(shí)間與考試成績(jī)對(duì)應(yīng)分析實(shí)證研究

張永賓，郭　紅，王　攀

（黑龍江科技大學(xué)管理學(xué)院，哈爾濱150022）

在線考試交卷時(shí)間與考試成績(jī)對(duì)應(yīng)分析實(shí)證研究

張永賓，郭紅，王攀

（黑龍江科技大學(xué)管理學(xué)院，哈爾濱150022）

在線考試系統(tǒng)應(yīng)用范圍越來越廣，許多學(xué)者在試題管理、自動(dòng)組卷、自動(dòng)閱卷等多方面采用不同的技術(shù)和方法進(jìn)行研究，使在線考試系統(tǒng)能夠解決實(shí)際問題，盡量保證在線考試的公正和公平。本文首先從技術(shù)開發(fā)、自動(dòng)組卷和考試安全角度進(jìn)行文獻(xiàn)解讀，發(fā)現(xiàn)沒有對(duì)考試數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，本文結(jié)合對(duì)應(yīng)分析的方法及計(jì)算步驟，以我校自行研發(fā)“在線考試系統(tǒng)”中的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)兩個(gè)考試科目的數(shù)據(jù)的交卷時(shí)間與考試成績(jī)關(guān)聯(lián)性進(jìn)行實(shí)證分析。

在線考試系統(tǒng)；對(duì)應(yīng)分析；交卷時(shí)間；考試成績(jī)

0　引言

隨著信息技術(shù)在教育各領(lǐng)域不斷發(fā)展，在線考試應(yīng)用范圍越來越廣。在線考試與傳統(tǒng)考試相比具有許多的優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)省組卷、批閱試卷的時(shí)間，降低人為組卷及批閱試卷的錯(cuò)誤，節(jié)省印卷的紙張等。考試最主要的是考試的公平與公正，在線考試在組卷、考試和批閱試卷等過程中，可以避免了人為的失誤，能夠最大程度給考生公平的成績(jī)。本文首先對(duì)在線考試的自動(dòng)組卷、考試安全和自動(dòng)閱卷進(jìn)行分析，然后采用對(duì)應(yīng)分析算法對(duì)我校在線考試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用考試科目的交卷時(shí)間與考試成績(jī)之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析。

1　在線考試研究現(xiàn)狀

在線考試的技術(shù)、方式、方法趨于成熟，研究?jī)?nèi)容主要集中在開發(fā)技術(shù)、考試安全及自動(dòng)組卷等方面。

1.1開發(fā)技術(shù)

在線考試系統(tǒng)可以由不同的開發(fā)技術(shù)來完成，設(shè)計(jì)模式也不盡相同。在線考試不僅可以在局域網(wǎng)（LAN）范圍內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用，也可以在互聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行應(yīng)用。在線考試大部分都是基于Btows/Setvet（B/S）結(jié)構(gòu)，很少采用C1ient/Setvet（C/S）結(jié)構(gòu)。許多學(xué)者采用基于Web、J2EE、云計(jì)算等都是基于B/S結(jié)構(gòu)，B/S結(jié)構(gòu)可以大大減少客戶端維護(hù)的工作量，在客戶端只需要瀏覽器即可，而重在服務(wù)器的開發(fā)和設(shè)計(jì)，開發(fā)技術(shù)如NET、JSP（JAVA SERVER PAGE）、PHP（Hypettext Pteptocessot）等。隨著手機(jī)終端的不斷發(fā)展，有的基于Andtoid開發(fā)在線考試系統(tǒng)，有的基于云計(jì)算的SaaS模式開發(fā)在線考試系統(tǒng)，云計(jì)算的在線考試是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，但要在教育界進(jìn)行推廣，還需要社會(huì)各方的支持和協(xié)作。

1.2考試安全

安全主要是指考生不能夠作弊，保證考試的公平與公正。許多學(xué)者從設(shè)計(jì)過程中來防止作弊，有的從自動(dòng)組卷算法和基于ActiveX控件的防作弊策略。有的局域網(wǎng)內(nèi)設(shè)置監(jiān)控服務(wù)器，負(fù)責(zé)監(jiān)控局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)包，并對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，若發(fā)現(xiàn)有非法的數(shù)據(jù)包，就切斷連接，從而實(shí)現(xiàn)在線考試的監(jiān)考功能。有的通過De1phi編程對(duì)Windows底層API的USB端口管理方法能有效地監(jiān)控和管理USB端口，從而保證考試的公正性和權(quán)威性。

1.3自動(dòng)組卷

在線考試系統(tǒng)中重要的是考生試卷，考試試卷由不同類型的試題組成，一般在線考試的主要題型是單選、多選、判斷等客觀題型。考試的試卷可以是相同的試題，也可以是不相同的試題。自動(dòng)組卷是在線考試系統(tǒng)的關(guān)鍵的一個(gè)功能，許多學(xué)者采用遺傳算法進(jìn)行組卷。

綜上所述，隨著新技術(shù)不斷出現(xiàn)，設(shè)計(jì)在線考試系統(tǒng)的開發(fā)方法會(huì)更加廣泛，對(duì)在線考試系統(tǒng)研究的方法也越來越多，但對(duì)考試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的較少，基于此，本文采用對(duì)應(yīng)分析的方法，對(duì)在線考試系統(tǒng)中的交卷時(shí)間與考試成績(jī)數(shù)據(jù)的進(jìn)行對(duì)應(yīng)分析。

2　對(duì)應(yīng)分析的基本原理及步驟

2.1對(duì)應(yīng)分析基本原理

對(duì)應(yīng)分析是一種多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，也是強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)圖示化技術(shù)。研究由定性變量構(gòu)成的交互匯總表來揭示變量間的聯(lián)系。交互表的信息以圖形的方式展示。主要適用于有多個(gè)類別的定類變量，可以揭示同一個(gè)變量的各個(gè)類別之間的差異，以及不同變量各個(gè)類別之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，適用于兩個(gè)或多個(gè)定類變量。對(duì)應(yīng)分析是將R型因子與Q型因子分析結(jié)合起來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將R型和Q型分析內(nèi)在的聯(lián)系同時(shí)反映到相同的坐標(biāo)軸的一張圖形上，以便于對(duì)問題的分析。

2.2對(duì)應(yīng)分析算法步驟

（1）對(duì)不同指標(biāo)的量綱不同，對(duì)指標(biāo)進(jìn)行處理得到原始數(shù)據(jù)陣X＝（xij），計(jì)算概率矩陣P。

（2）由原始數(shù)據(jù)陣轉(zhuǎn)換成過渡矩陣Z＝（zij），其中，

（3）進(jìn)行因子分析，R型因子分析，計(jì)算協(xié)方差A(yù)=ZZT的特征值λ1≥λ2≥…≥λp，按前m累計(jì)貢獻(xiàn)率的特征值λ1≥λ2≥…≥λm，并計(jì)算相應(yīng)的單位特征向量u1，u2，…，um，從而得到R－型因了載荷矩陣：

Q型因子分析對(duì)上述m個(gè)特征根λ1≥λ2≥…≥λm，計(jì)算對(duì)應(yīng)的矩陣B=ZZT單位特征向量Zu1?V1，Z u2?V2，…，Zum?Vm，從而得到Q-型因了載荷矩陣：

最后，在兩兩因子軸平面上作變量點(diǎn)圖，并對(duì)二維圖進(jìn)行分析。

3　交卷時(shí)間與考試成績(jī)實(shí)證研究

在線考試系統(tǒng)最主要的作用是衡量考生考試科目的學(xué)習(xí)效果，考試成績(jī)是其中重要的組成部分，一般情況下，主要查看成績(jī)是否符合正態(tài)分布即可。本文以我校2012年研發(fā)的在線考試系統(tǒng)為例，采用J2EE及AJAX技術(shù)設(shè)計(jì)的在線考試系統(tǒng)，本在線考試系統(tǒng)可以對(duì)多考試科目進(jìn)行在線考試，主要功能有試題的管理、考生的管理、自動(dòng)組卷、自動(dòng)閱卷及考試成績(jī)分析等。我校采用集中場(chǎng)地進(jìn)行在線考試，每次考試配備2～3名監(jiān)考人員，以保證考試的公平與公正。在多年的應(yīng)用過程中，積累了大量的考試數(shù)據(jù)，本文對(duì)2013年至2015年的數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用考試科目的實(shí)證數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，共計(jì)2 065名考生的考試成績(jī)及其他輔助數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，采用對(duì)應(yīng)分析方法對(duì)交卷時(shí)間及成績(jī)之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行實(shí)證分析。

3.1數(shù)據(jù)形式及處理

我校在線考試系統(tǒng)從考生開始考試后每15秒將服務(wù)器的時(shí)間進(jìn)行更新，考試時(shí)間以秒計(jì)算，考生可以自行交卷，也可以“考試時(shí)間到0”自動(dòng)交卷。對(duì)于數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用這門考試科目，考試時(shí)間共計(jì)2 700秒，試卷結(jié)構(gòu)有單選題、多選題、填空題、SQL題四種題型，滿分為100分。

原始數(shù)據(jù)中考試時(shí)間是0～2 700，考試成績(jī)是0～100。將原始數(shù)據(jù)的考試時(shí)間設(shè)定為9個(gè)定類尺度，詳見表1。

利用Exce12010完成基本的操作，采用SPSS 19軟件進(jìn)行對(duì)應(yīng)分析操作得到結(jié)果如表2所示。

表2　考試時(shí)間和考試成績(jī)對(duì)應(yīng)分析統(tǒng)計(jì)量

其中，x2=318.775

通過以上計(jì)算得到R-型因子載荷矩陣和Q-型因子載荷矩陣：

最后在因子軸平面作變量點(diǎn)圖，如圖1所示。

圖1　數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用交卷時(shí)間與考試成績(jī)的變量點(diǎn)圖

3.2數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用科目的結(jié)果分析

由于檢驗(yàn)交卷時(shí)間與考試成績(jī)兩個(gè)屬性是否有顯著關(guān)聯(lián)性的假設(shè)檢驗(yàn)。原假設(shè)“H 0：交卷時(shí)間與考試成績(jī)沒有顯著相關(guān)性”，而從表2檢驗(yàn)結(jié)果中的Sig.=0.00，小于顯著性水平0.05，因此在顯著性水平為0.05的條件下，拒絕原假設(shè)H0，認(rèn)為“交卷時(shí)間與考試成績(jī)間存在顯著相關(guān)性”。

從表2中可以看出，奇異值代表行變量與列變量的相關(guān)系數(shù)，第一維度上的相關(guān)系數(shù)為0.287。慣量指的是特征值，用來說明各個(gè)維度能夠解釋列聯(lián)表中兩個(gè)變量之間的關(guān)聯(lián)程度，在第一維度和第二維度的慣量分別為0.083和0.050，與之相對(duì)應(yīng)的貢獻(xiàn)比例為53.5%和32.5%，累積貢獻(xiàn)比例為53.5%和86%。說明兩個(gè)維度能夠解釋信息總量的86%80%。因此，可以在二維圖形反映二者之間的關(guān)系。

從圖1中可以看出在考試時(shí)間15分鐘之內(nèi)交卷的考生非常少，得分在“G20～30分”與“T5～10分鐘”距離較近，表明一些考生在5～10分鐘之間交卷，并沒有認(rèn)真答題，考試態(tài)度不認(rèn)真，成績(jī)比較低。“G60～70分”與“T15～20分鐘”距離較近。得分在“G20分以下”，“G30～40分”和“G40～50分”與“T40～45分鐘”距離較近，表明許多考生能夠堅(jiān)持到考試的最后，但成績(jī)并不是很高。反而“G70～80分”“G80～90分”和“G90～100分”與“T30～35分鐘”距離較近，表明能夠考高分的考生不會(huì)堅(jiān)持到考試的最后。“G50～60分”與“T15～20分鐘”“T20～25分鐘”“T35～40分鐘”“T40～45分鐘”距離相差不多，表明考生在規(guī)定的考試時(shí)間達(dá)到50～60分是能夠做到的，表明考生的態(tài)度端正，認(rèn)真答題的情況下達(dá)到50分以上的成績(jī)是可能的。

總體反映出在考生認(rèn)真答題的情況下，在規(guī)定的考試時(shí)間內(nèi)應(yīng)該能夠及格。考得高分的考生并不一定是答到最后的考生，在30～35分鐘（占考試總時(shí)間的66.67%～77.78%）交卷的考生得到高分的比例較高。

4　結(jié)語

本文通過對(duì)應(yīng)分析的方法及計(jì)算步驟進(jìn)行分析，以數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用考試科目進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)交卷時(shí)間和考試成績(jī)之間存在顯著性相關(guān)關(guān)系。但實(shí)證研究還存在一些不足，本文選取的考試科目試卷結(jié)構(gòu)與其他考試科目不相同，是不是具有一定的代表性還有待進(jìn)一步研究。在今后的應(yīng)用過程中再擴(kuò)展一些試卷結(jié)構(gòu)相同的考試科目，更深層次挖掘在線考試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。

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10.3969/j.issn.1673-0194.2016.13.126

TP319

A

1673-0194（2016）13-0225-04

2016-03-23