[發明專利]一種基于概率模型的計算思維測評系統

有效

• 申請號: 201810399637.0
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108888278B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 馮筠;吳浩;楊帆;何凱強
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: A61B5/16
• 分類號: A61B5/16
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 黃小梧

本發明提供了一種基于概率模型的計算思維測評系，包括測試模塊和評估模塊，其中測試模塊包括7個測試子模塊，所述7個測試子模塊為計算復雜度子模塊、抽象子模塊、化簡子模塊、設計子模塊、排序子模塊、搜索子模塊和評估子模塊。本發明測試抽象、設計等綜合能力，通過分數反映被測者計算思維在整個測試群體中的水平，將游戲和測試結合起來，測試形式多樣，適用人群廣，利用概率積分模型精確得出計算思維最終得分。

技術領域

本發明屬于計算機領域，具體涉及一種基于概率模型的計算思維測評系統。

背景技術

計算思維有助于人們理解自然和社會現象；提高創新、創造能力；擴展思維，提出解決問題的新方法。概況來說，是一種很重要、有潛力，需要從小培養的思維習慣，很多發達國家已將計算思維列為和數學、物理同等重要的一項培養內容。現有的青少年計算思維測評技術及其局限性如下：

現有的編程游戲平臺如Scratch，存在僅僅考察程序設計能力，不能測試抽象、設計等綜合能力的缺點；現有的計算思維評測試題存在形式單一、難度不均的缺點，且無法通過分數反映被測者計算思維在整個測試群體中的水平，更不能得到被測者在各個方面的能力高低；現有的基于認知模型的計算思維評估技術主要面向計算機專業人員，涉及很多的計算機專業知識，測試復雜，難度較大，不適合青少年。現有的基于算法流程圖的計算思維評估技術的缺陷在于仍然主要考察編程能力，并且沒有具體度量方案，也沒有對于評測結果的合理定量評估。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于，提供一種基于概率模型的計算思維測評系統，解決現有技術中無法對評測結果合理定量評估的問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種基于概率模型的計算思維測評系統，包括：

測試模塊，所述測試模塊包括7個測試子模塊，所述7個測試子模塊為計算復雜度子模塊、抽象子模塊、化簡子模塊、設計子模塊、排序子模塊、搜索子模塊和評估子模塊；

所述計算復雜度子模塊通過利用測試者測試預先設置的計算問題，構建第一層次計算能力的決策矩陣：

其中，w₁₁為初始時間所占權值，w₁₂為初始解決問題數量所占權值，Time1為解決計算問題的時間，Num為解決計算問題的數量；

所述抽象子模塊通過抽象圖片測試測試者抽象能力，構建第二層次計算能力的決策矩陣：

其中，k為權重常數，w₂₁為初始時間所占權值，w₂₂為初始解決問題數量所占權值；Time2為測試時間；Correct為測試者判斷的準確度；

所述化簡子模塊通過利用測試者化簡解決一個預設的復雜問題，構建第三層次計算能力的決策矩陣：

其中，w₃₁為解決預設的復雜問題所花時間所占權值，Time3為完成預設復雜問題的時間；

所述設計子模塊利用測試者回答預設面向對象設計的基礎概念選擇題，構建第四層次計算能力的決策矩陣：

其中，w₄₁為完成時間所占權值，w₄₃為初始設計的好壞程度Satisfication所占權值，w₄₄為完成選擇題的正確程度Correct所占權值，Time4為完成預設面向對象設計的基礎概念選擇題的時間；

所述排序子模塊利用測試者進行排序，構建第五層次計算能力的決策矩陣：