高一通用技术模拟试卷

高一通用技术模拟试卷（精选8篇）

高一通用技术模拟试卷 第1篇

第二节 明确解决设计问题的能力、条件与要求

教学目标：

（1）了解设计的基本知识;（2）熟悉设计的一般过程;（3）初步掌握设计的基本思想和方法;（4）能确定设计选题和制订完整的设计方案；（5）培养合作精神，提高审美情趣，学会多角度思考问题，加深对设计的理解，增强 进行设计的自信心。教学重点和难点：

1、明确设计的能力；

2、明确设计的条件

3、明确设计的要求

难点在于：明确设计的条件。教师除了应用教材的表格列举的例子外，还应有制作笔筒的例子来说明。

教学过程：让学生分组讨论设计制造笔筒、一、组长介绍分工的理由（能力、经验、知识）

二、组长介绍为什么这样做（时间、经费、设备）

三、组长介绍为什么设计成这种形式（用途、形状、外观、安全）

总结：

一、明确解决设计问题的能力与条件

1、明确解决设计问题的能力

1）、设计的 能力指的是解决问题的技术能力

2）、设计的能力通常受到社会发展水平和科学技术水平的制约。

2、明确解决设计问题的条件

1）、时间条件指解决设计问题所需的时间 2）、经费条件指解决设计问题所需的经费

3）、设备条件指解决问题所需的科学仪器与机器设备 4）、其他条件。

二、明确实际的要求

明确设计的要求就是弄清设计要达到的标准和所受的限制

1、明确设计的标准

设计的标准是指设计的产品要达到的标准。

2、明确设计的限制

设计的限制是指设计产品的活动受到时间、成本、环境等的限制。1）、时间限制指设计任务书所规定的完成设计的时间要求。2）、成本限制指设计任务书所规定的完成设计的 成本要求。

高一通用技术模拟试卷 第2篇

1. 知识与技能目标

(1)理解设计分析的基本思路。

(2)掌握产品设计分析的三要素及各要素间的关系。

2. 过程与方法目标

(1) 能对某个具体产品进行设计分析。

(2)能掌握设计要求选择合适的材料或标准件。

3. 情感态度和价值观目标

(1)通过积极参与课堂中台灯设计分析实践活动，感受设计分析的快乐，培养富于想象、敢于表现、勇于创新的个性品质良好的合作交流态度。

(2) 形成设计方案前对产品进行周详的设计分析的良好习惯与创新思维与批判性思维。

二、教学重点

对设计对象进行深入分析，寻找产品设计时要考虑的因素。

三、教学难点

“物、人、环境”三方面关系的理解和具体的设计分析思路，处理产品设计分析中各因素的关系。

四、教学方法

教授、任务驱动、讨论法。

五、设计思想

1. 课本分析

“方案的构思方法”(第五章第一节)在课本中的位置是位于第四章“发现与明确问题”之后，属于设计的一般过程的具体教学，在课本中有承上启下的作用，是第二章中人机关系、第三章设计的一般原则在设计过程中的具体运用。

方案的构思及其方法是整个技术产品设计过程中的关键部分，它与“发现问题、明确问题”、“设计图样的绘制”、“模型或原型的制作”、“技术产品的使用和维护”等组成设计过程的整体。本章所讲的内容都是在思维层面上的，对学生的思维提出挑战，同时也为学生提供一个展现创造力的机会。

2. 设计理念

“方案的构思方法”一节包括三部分内容即设计分析、方案的构思方法和方案的比较和权衡。分为三个课时，设计分析为第一课时，对设计分析的教学着重以引导学生能从多方面

考虑产品设计所设计的因素为主，并抓住主要因素进行设计分析。也就是紧扣“物”、“人”、“环境”三者关系，从这三方面对台灯进行设计分析。要让学生了解设计的一般过程中的设计分析，并以台灯为例，说明设计分析的基本思路，在台灯的各个部件的设计分析中使学生熟悉设计分析的基本思路。希望以设计分析为载体，在通用技术课堂实施新课程理念。

3. 教学策略设计

(1)利用自己设计的简陋台灯和精美台灯各一盏，组织学生参与对产品设计结果的评价。

(2)以台灯为载体，来自实际生活，由感性到理性，激发学生的学习兴趣和创造欲望;引导学生分析归纳、理解设计分析的三要素。

(3)分化台灯的零部件(包括灯泡、支撑架、灯罩、开关、底座)的实物或图片，供学生选择，使繁琐的分析过程具体化，直观化，增加学生的参与度。

4. 学情分析

优势：

(1)对设计的基本原则有了一定的理解;

(2)熟悉人机关系在设计中的重要作用，熟悉人机关系在设计中实现的目标;

(3)设计分析阶段对设计对象有了一些想法，有一定创造冲动和较大创造潜能。

弱势：

对设计方案的选择和最终形成，多依赖于生活的直观感受，很少有对作品进行系统的设计分析，缺少个性化的创意。

六、教学准备

自制奶茶杯台灯、PVC管台灯

教学课件比较简洁，多以直观的图片来说明，抓住关键知识点，突出中心。

七、教学过程

1. 提出问题

[图片或实物]给出两个自制台灯，引入新课。

奶茶杯台灯 PVC管台灯评价图

老师提问：对这两款台灯从设计的一般原则、或其它方面对两个台灯进行评价，并画出雷达图。

学生：以4人为一小组，派一个代表收集评价意见，画出评价雷达图。

(培养学生良好的评价习惯，同时复习第三章的内容)

老师：从同学们的评价图可以看出，这两款设计有很多好的方面，也有不足之处。如何才能让你的设计作品减少和避免不足，使作品更完善呢?

学生思考

2. 理论探究

老师：在制定设计方案之前，对产品进行合理的设计分析是成功地进行技术设计的关键一步。产品改进设计时，进行设计分析，也有助于设计少走弯路。

老师：那什么是设计分析呢?我们拿简单的奶茶杯小台灯来探究一下

要设计台灯，需要考虑哪些主要因素?

学生：功能、结构稳定、安全可靠、成本适当

老师：像刚才同学们指出的对产品的方案设计中应考虑的因素及其关联进行分析，就是设计分析。

3. 实践探究

老师：怎么样进行设计分析?

第一， 从整体分析产品设计时需要考虑的因素。

第二， 对设计对象组成部分的分析。

老师：我们在对台灯进行设计之前，也来一次设计分析，同桌讨论出设计台灯要考虑的因素，并写在草稿上。

每组派一个代表，老师针对学生提出的因素，在板书上刻意地将这些因素按人、物、环境三个方面划分。

学生：功能、造型时台灯要考虑的因素

老师追问：一款台灯可以由哪些功能呢?

学生：照明功能、计时功能、笔筒功能、收音机功能

老师追问：台灯设计出来时孤立存在的`吗?不!是为人服务的。人的需求很大程度上决定产品的设计。

学生：适合中学生使用，符合心理和生理的需要

3. 拓展思维

在学生的回答和老师的追问下，勾画出如下图所示的板书。

老师：任何产品都不是孤立存在的，它是为人服务的，人的需求在很大程度上决定着产品的设计

另一方面，它是在一定的环境中使用的，必然受到环境的制约，并对环境产生影响。

归结起来，这些因素分别属于产品本身、使用者、使用环境，即“物”、“人”、“环境”三个方面。

老师：要实现产品人、物、环境三个因素的协调，要着手从各个组成部分进行分析。一个完整的台灯有哪些零部件组成?

学生：灯泡、开关、电线、灯罩、灯罩

老师：灯泡、开关、电线等零部件可以在五金店买到标准的配件，大大简化我们的制作过程，又能实现通用通换。

标准件：指经优选、简化、统一并给以标准代号的零件或部件。

包括紧固件、连接件、密封件、滚动轴承、滚针轴承、螺孔和型材等七大类。

一般来说，供学生学习使用的台灯的灯罩在灯泡的上方，起着调节光线、安全保护的

作用。支撑架连接灯泡与底座，底座则支撑并稳定整个台灯。电路的电源线经过支撑架从底座引出，接入电源插座。有时为了安全起见，我们可以加入变压器，使灯在低压情况下也能正常工作，支撑架直接起电源线的作用。在作设计分析时，应考虑台灯各部分之间的关系，使之成为一个协调的整体。

(1)灯泡：应选择耐用且光线柔和的灯泡或灯管

灯座：应选择与灯泡能配套

开关：手控或遥控

电线：花线类

说明：由于标准件可以规模化生产，具有通用性及成本低等优势，还能保证安全，故建议大家选用。

开关：开关起通断电源或调节光线亮度的作用。常见的台灯开关有拨动式开关、旋钮式开关、触摸式开关等。

选择开关时，要注意它能否根据学生的需要，安全有效地控制台灯的亮度。触摸式感应开关会因为无意的触碰而导致灯亮和灯灭，而声控式开关也会因为外界环境发出的声音而引起灯的自动开和关，这无疑会对学生的学习造成影响。

(2) 底座：起支撑和稳定作用。应选择坚固、不易碎的材料

图片展示不同的底座：

底座位于台灯的底部，起支撑和稳定作用。因此，它的设计主要是通过对材料和形状的设计来保证台灯的稳定性。

根据高中生的特点，底座的材料应选择坚固的、不易碎的，其形状则应在追求台灯稳定的基础上，体现个性化的风格。

可以是吸盘式的、壁挂式的、装夹式的，还可以是

(3)支撑架：主要起支撑作用，并决定台灯的高度，还会影响到光线的利用率。应选择耐用、安全、低成本、美观等方面的材料。

图片展示不同的台灯支撑架：

可以是水管、书、木条、铁丝，还可以是

学生思考，并提出可利用的材料，老师对学生提出的想法简单的点评和鼓励。

(4)灯罩：灯罩可以由不同材料做成，而且它的形状也丰富多样。灯罩不仅起安全保护作用，而且影响台灯光线的强弱及照射形式。

图片展示不同的台灯灯罩：

可以是帽子、塑料材质的、不料的，还可以是

选择灯罩时，主要考虑的是通过灯罩给学生提供一个照度合适并且光线柔和的环境。这与灯罩的材料和外形有着密切的关系。灯罩的材料会影响光线的照射形式。透明灯罩将光线透射出去，这会使台灯照度达不到要求;不透明的灯罩反射灯光，使台灯照度很高却不能营造一个柔和的环境。选择灯罩材料时还应注意材料的导热效果。由于学生的安全防范意识不强，导热性强的材料容易造成烫伤。灯罩的外形设计主要应考虑光线照射的角度，通过选择合适的灯罩坡度使台灯的光线更符合要求。当然，对灯罩的设计分析还要考虑它对台灯稳定性的影响。

马上行动：

通用模拟器硬件设计关键技术研究 第3篇

在通用模拟器研制过程中, 实现模拟器通用化取决于关键硬件模块的通用化设计。将多功能旋转式操作面板、LCD可编程开关和LCD电子标识牌等技术应用到某舰艇电子装备标准显控台 (以下简称标显台) 通用模拟器的设计中, 较好地解决了模拟器硬件通用化设计问题。

1 通用训练模拟器通用化总体设计

某型舰艇的雷达、声纳和指控等3个专业共有6个操作台采用了海军电子装备标准显控台。各个标显台实装结构完全一致, 均采用上下双显示屏和操作面板相结合的结构。操作面板由触摸屏模块、热键开关模块、专业元器件模块、跟踪球模块和矩阵键盘模块等组成。除专业元器件模块和热键开关模块外, 各型号标显台的其余部分硬件完全相同。

为了实现通用训练模拟器对多个专业不同操作台的模拟功能, 在通用模拟器硬件设计时, 采用与实装完全一致的整体结构, 即整个模拟器由上下双显示屏和操作面板组成。其中, 模拟器的操作面板与采用与实装操作面板完全相同的组成结构。为实现不同专业操作台的兼容, 热键开关模块采用LCD可编程开关实现, 专业元器件模块采用基于步进电机控制的多功能旋转式操作面板实现。此外, 通用训练模拟器在不同组训模式下, 其模拟的标显台名称和型号需要进行相应切换, 为此设计了基于网络结构的LCD电子标识牌系统实现通用模拟器台位的标识。

在通用模拟器的计算机主机中设计并安装了多种软件, 实现多个型号装备的功能和性能模拟。在LCD可编程开关模块中装有多个型号装备所需要的开关显示内容, 以及控制显示程序。在旋转式操控面板模块中装有切换面板的控制程序。在LCD电子标识牌中装有显示多种通用模拟器名称及型号的控制程序。

在实际使用过程中, 用户通过教控台配置每个通用模拟器台位的功能。通用模拟器台位的主机通过网络接收到教控台初始化命令后, 启动运行指定型号装备的模拟软件, 同时通知旋转操控面板模块及LCD可编程开关模块。旋转操控面板模块根据指令切换面板至合适的位置。LCD可编程开关模块根据指令向8个可编程开关发出显示命令, 在开关上显示出所需的文字。LCD电子标识牌模块通过网络接收到教控台初始化命令后, 根据指令显示通用模拟器名称及型号。

2 多功能旋转式操作面板

2.1 组成结构

旋转式操作面板由元器件三面体、控制板、步进电机组件、旋转体主轴、上位机组成。由控制板向步进电机组件发送控制指令, 步进电机组件通过旋转体主轴带动元器件三面体实现操作面板的旋转。工作流程如下:

(1) 上位机软件下发旋转切换指令给控制板, 使其发送步进脉冲信号和方向电平信号给步进电机组件。

(2) 步进电机组件收到信号后, 旋转元器件三面体至合适位置, 结束旋转操作。

(3) 用户操作元器件三面体上的元件, 操作结果上传至上位机软件, 上位机软件进行相应处理。

2.2 元器件三面体设计

在某型舰艇电子装备通用模拟器中, 元器件三面体能够实现三种不同类型的界面布局结构 (见图1) 。元器件三面体的三个面分别记为A面、B面、C面。A面元件为五个按键;B面元件分别为两个指示灯、一个蜂鸣器、一个按键和三个旋钮;C面元件为四个旋钮。

3 可编程开关及其显示控制

3.1 LCD可编程开关

LCD可编程开关实现了LCD显示屏和普通开关的集成, 既可以实现任意文本和图片的显示, 又可以实现开关操作功能, 具有通用性强、操作简单、成本低等优点。

本文采用日本NKK公司生产的LCD可编程开关RGB24 ScreenKey。该开关显示图象的分辨率为3624, 有六个引脚分别实现供电、图片数据、开关状态检测等功能。

3.2 控制板设计

可编程开关控制板由主控制器、电源电路、CAN通信电路、八开关显示及扫描电路等组成。

主控制器用于处理通过CAN通信电路收到的上位机指令、控制八开关的显示、扫描八开关状态、将八开关状态通过CAN通信电路发送给上位机, 主控制器选用STM32单片机。电源电路用于实现将5V输入电压供给给可编程开关、再将5V电压转换为3.3V供给给主控制器。

3.3 显示控制数据协议

控制板的主控制器程序根据数据协议 (见表1) 设置可编程开关的背景色寄存器值、图片数据寄存器值和时钟频率值实现可编程开关的显示驱动。

图片像素值为108个字节, 存储图片像素的顺序是从上至下, 从左至右。每个字节的8个bit位对应图像的8个像素点, 当bit位值为1时表示亮, 否则表示灭。

3.4 显示数据的生成

LCD可编程开关显示屏所显示的文字或图形、图像都是采用图像显示的方式处理, 均需要转换为3624分辨率的图像。下面以标显台通用模拟器中的“启动”开关为例说明图像数据的生成过程。

3.4.1 图像制作

在windows操作系统附件的画图软件中新建一个像素为3624的画布, 使用文字工具输入“启动”, 将图片保存为单色bmp图片。

3.4.2 取字模

由于可编程开关显示数据的顺序是从上至下、从右自左的顺序, 与bmp文件存储顺序不一致, 需要对bmp图像数据进行调整并去掉bmp文件头。自主设计开发了字模提取工具软件 (见图2) , 用于提取、转换图片数据, 并生成像素字节数组。

4 基于网络的LCD电子标识牌系统

通用模拟训练系统包括N个通用模拟器台位, 每个通用模拟器台位都有一个对应的电子标识牌来显示当前通用模拟器台位所模拟的装备或设备型号及名称。本文设计并实现了一套基于网络的LCD电子标识牌系统 (见图3) 。

LCD电子标识牌由网络终端机和LCD显示屏组成。本文选取的网络终端机是Net Station 6680。具有轻便、小巧、成体低等特点。其操作系统是WinCE系统。LCD显示屏为9英寸64万真彩色。

网络终端机作为LCD电子标识牌的主机通过远程桌面访问服务器。首先在服务器上设置N+1个计算机用户, 分别为Server和Client1、Client2、ClientN。服务器使用Server访问本机, 电子标识牌主机1-N分别通过服务器用户Client1、Client2、ClientN远程登录服务器。在服务器安装客户端软件程序, 实现不同型号多个装备名称的显示。在服务器的Server端安装组训管理软件程序, 完成配置通用模拟器台位模拟设备功能及电子标识牌的显示功能。为实现客户端软件与服务器软件自动启动, 将客户端软件与服务器软件均设为开机自启动。

在实际使用中, 用户通过服务器软件配置电子标识牌的显示功能。电子标识牌收到服务器命令后, 客户端软件程序根据指令显示相应的不同型号的设备名称。

5 结束语

研制通用型模拟器的重点是硬件通用化设计。为了实现在一台通用模拟器台位模拟不同专业型号的标显台, 采用多功能旋转式操作面板、LCD可编程开关以及基于网络的LCD电子标识牌系统实现了模拟器硬件通用化设计。实践证明, 该方案能够满足不同组训模式下, 不同专业标显台的训练需求。该设计思路与方案同样适用于其他类似的通用模拟器的研制。

摘要：研制适用于特定领域的通用训练模拟器, 可以实现不同专业型号装备的模拟训练功能, 从而压缩成本、方便管理。在某舰艇电子装备标准显控台通用模拟器研制过程中, 通过多功能旋转式操作面板、LCD可编程开关以及基于网络的LCD电子标识牌系统的研究与实现, 完成了通用模拟器的硬件设计。

关键词：可编程开关,电子标识牌,通用模拟器

参考文献

[1]陈蕾, 王嵩, 张峰.通用型模拟器需求分析[J].计算机与现代化, 2012.

[2]樊诚, 周安栋, 杨路刚.一种通用模拟器LCD显示方案设计[J].计算机与数字工程, 2010.

[3]江建民, 贺瑞龙.通用搜索雷达模拟器的设计[J].雷达科学与技术, 2006.

通用技术高考模拟卷编写策略 第4篇

关键词：模拟试卷；试卷编写；考试说明；题型

通用技术高考模拟考试，是组织学生高考复习的重要环节之一。通过模拟考试，一方面让学生了解自己掌握知识的程度，以便查漏补缺；另一方面让学生适应考试环境，把握考试时间，消除考试给学生带来的紧张感。编写一份能体现通用技术新高考趋势的模拟试卷，则能反映出教师的专业水平和综合素质，研究命题有利于我们通用技术教师的快速成长。我根据本校学生的复习需要，编写了几份原创性通用技术高考模拟试卷。现将编写的一些体会总结如下，以供同行借鉴与探讨。

一、精读《考试说明》，把握命题环节

我通过学习《普通高等学校招生统一考试通用技术考试说明》，

明确了考试要求和考试内容，掌握了考试形式与试卷结构，参考了题型样例及参考答案。并以此作为编写通用技术高考模拟试卷的指导思想，在命题过程中把握好各个环节。

1.明确考试目标注重能力考核

通用技术高考要考查的目标主要是知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。所以，我们编写的考题不能偏离教学的三维目标，同时还要体现对学生的理解能力、设计能力、制作能力、试验能力、评价能力、应用能力的考核。注重以技术设计与应用为基础的技术实践能力。编写试题的关键要掌握“题型样例”中的评价题、试验题、设计题等题型特点，这几类题型更侧重于对学生能力的考核。

2.模拟样卷题型力求试题原创

题型的模拟则根据“题型样例”进行模仿，不仅题量相等，而且题型要相近。例如题型样例中的24题：分析评价题系统具有动态性，即系统的状态、结构会随着时间的变化而变化。钱塘江大桥（如右图所示）桥墩采用钢筋混凝土，桥的上下两层分别通汽车和火车。该桥建于上个世纪，历尽沧桑，多次维修，2000年4月15日到2001年4月25日，还经历了一次大整修。若把钱塘江大桥作为一个系统，请你说说该系统的动态性体现在哪些方面（举例说出三点）。

这是一道案例分析题，考查的知识点是系统的动态性。要求学生从系统的动态性对案例进行分析。

分析评价题：衢州西安门大桥原为

双曲拱桥，建于1971年，1997年改建拼

宽后的大桥为钢筋混凝土钢架拱桥，七孔，每孔跨径42米，主桥长337米，宽24米，如右图所示。2007年11月，浙江大学土木工程测试中心对西安门大桥进行了检测，检测结果存在安全隐患。2008年7月投资400余万元进行维修加固。请从系统的动态性进行分析：西安门大桥存在安全隐患的原因。

可见，模拟的题型与《考试说明》中的样卷题型基本类同。当然，试题选材思路要开阔，编写的试题力求原创性，给人耳目一新的感觉。

3.把握试卷难度注意试题覆盖

根据《考试说明》中的知识内容列表，学生掌握的知识程度和要求分为Ⅰ、Ⅱ两个层次。Ⅰ的含义：对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用它们；Ⅱ的含义：对所列知识要理解其确切含义及其中的技术思想方法，能够进行叙述和解释，并在解决实际问题中运用它们。所以，在编写考题的过程中，以“知识内容列表”中的考试要求确定试题的难度，整份试卷的难度系数应控制在0.6左右，也就是说该份试卷有60%的学生能答对或平均得分在60%左右。当然，还要按照“知识内容列表”中的各章节知识点，注意试题覆盖，不要重复。同时又要突出重点，保证试题在所测内容上具有代表性，较好地切合考试说明及课程标准的要求。

二、转变命题理念体现课程特点

通用技术课程是以提高学生的技术素养为主旨，以设计学习、操作学习为主要特征的一门立足实践、高度综合、注重创造、科学与人文融合的课程。所以编写的试题一定要体现课程的特点。

1.贴近学生生活，做到考题公平

通用技术的知识与我们的生活很近，更多的理论是从我们生活中提炼出来的。从技术考试的《考试说明》可以看出，虽然通用技术采用笔试的形式，但内容的要求更多是强调知识的应用，体现了从生活中来，到生活中去。所以，编写的考题材料应切合学生实际生活。例如：自行车的鞍座（坐垫），一般都设计成“V”字形，而且安装时还要注意使坐垫的“V”字的尖端朝车头方向。请从人机关系的角度来分析，这种设计和安装主要实现的目标是（ ）

A.健康 B.舒适 C.安全 D.高效

自行车是城乡学生都熟识的交通工具，以此为材料作为考题的载体，无论是城市的学生还是乡村的学生都有过亲身体验，有利于学生对题意的正确理解。所谓考题公平，实际上就是题目语意上的公平。这种城乡学生具有共同体验的生活实际考题，才能体现考试的公平性。否则，编写的考题必须具有详细的案例说明或图示。

2.反映时代气息，体现高考趋势

编写的试题在确保内容的正确性、试题材料还要反映时代的气息，体现新高考的趋势。如2008年的南方雪灾、四川地震、北京奥运会、三鹿奶粉等社会问题。譬如以三鹿奶粉事件为试题载体，编写的选择题：在食品制作中，需要检查蛋白质含量，业界常使用一种叫做“凯氏定氮法”的方法，通过食品中氮原子的含量来间接推算蛋白质的含量。而三聚氰胺是一种白色结晶粉末，含氮量很高，生产工艺简单、成本很低，掺入牛奶没有什么气味和味道，掺杂后不易被发现，所以成了掺假、造假者极大的经济利益驱动，于是最终制造出这起轰动全国的三鹿奶粉事件。从事件的危害性我们明确在牛奶中掺入三聚氰胺来提高蛋白质含量违反了设计原则中的（ ）

A.经济原则 B.创新原则

C.技术规范原则 D.道德原则

三鹿奶粉事件是人们关注的社会热点问题，选取这样的试题材料不仅能反映学生对所学技术知识要点的理解情况，还能反映时代气息，体现高考趋势。

3.规范评分标准，力求评分简便

规范评分标准，就是在试题的分值分配等方面要明确合理。根据“题型样例”中的评分标准，客观题（选择题）占40%，主观题占整份试卷的60%。由于学生在解答主观性试题时，可以自由组织答案，教师给分难以做到完全客观一致。所以，在编制试题的同时，应当合理地制订评分标准，力求使评分简便、准确，而且在分数的分配、给分的标准方面务求合理科学。对主观性试题要进行分步定分。例如，佳佳同学设计制作了一个“不倒翁”玩具，经试验：无论把它的头从哪个方向按倒，手刚离开，它就随即站立起来，即使从课桌上滚到地上，也没有摔破和变形。经介绍：佳佳同学利用常见的植物果实——葫芦为主体，然后在里面装入适量的用胶水搅拌过的沙子；最后在葫芦表面根据自己的个性进行修饰并点缀，漂亮的不倒翁就制成了。（如右图所示）请从结构稳定性的角度对该作品进行评价，并分析它是如何体现设计一般原则的。（10分）

这是一道作品评价题，主要考核学生的评价能力。考核的知识点包括：一是结构的稳定性，二是设计的基本原则。本题可采取以下分步定分的方法：

（1）结构的稳定性

该不倒翁中装入适量的用胶水搅拌过的沙子，使其重心下降，提高了它立而不倒的稳定性。（2分）

（2）体现设计的原则

①利用葫芦这种植物果实制作，其外壳坚硬，结构强度大，并且利用适量的沙子提高其稳定性。所以该作品的制作体现了创新原则。（2分）

②取材上利用植物果实和沙子，不仅体现了经济原则，而且从环保角度体现了可持续发展原则。（2分）

③从造型、外饰、点缀方面看，体现了美观原则。（2分）

④该不倒翁既可以作为儿童的玩具，又可成为通用技术课程的教具。所以该作品的制作体现了实用原则。（2分）

主观性试题通过分步给分的好处包括：一方面，学生答对一点，可以较准确地给分，避免了错一点全扣光的弊病。另一方面，有利于教师把握评分标准，使评分简便，提高阅卷效率。

通用技术高考模拟卷的编写，笔者认为一定要精读考试说明，

立足于教材知识体系，转变命题理念。这样不仅对学生的通用技术高考复习具有正确的导向作用，而且有利于教师自身专业水平的提高。

《明确问题》高一通用技术教案 第5篇

明确问题何方明

一、教材内容分析

这节内容是本书第四章第二节的内容，是发现问题基础上展开的，它由“明确问题与价值，明确解决问题受到的限制及具体的设计任务、设计计划”三部分组成。是按照设计程序过程来设计教材的内容。通过发现问题和明确问题的方案给学生充分地确定自己的设计目标，有清楚的认识。

二、教学对象分析

学生在第一节的学习中已把握了设计问题的方向，了解应如何设计有价值的问题，但对众多有价值的设计问题，如何确定可行性的设计问题都缺乏认识。同时学生的排除干扰能力较差，认为任何有价值的设计问题都是应明确的问题，存在是可行或非可行性设计问题有模糊认识。因此如何让学生明确有意义的问题、最终确定设计项目是在教学过程中重点分析的。

三、教学目标

1、知识与技能：

（1）能结合案例明确问题的内容，比较和判断问题的价值。

（2）能根据设计对象和现有的工作条列出具体的设计要求，包括应达到的标准和所受到的限制。

（3）熟悉设计计划制定的一般要求，能就自己的设计项目制定设计计划。

2、过程与方法：注重学生在结合自身的知识和经验的基础上提出自己的设计项目，经历发现与明确问题的各个具体环节，形成对技术设计过程中“发现与明确问题”阶段的实践性感悟和理论性认识。

3、情感态度与价值观：培养学生判断问题的价值能力，会明确自己设计项目的操作意识。

二、讲授新、明确问题的内容与价值

（1）问题是否明确

采用各种方法可以发现很多问题，但这些问题有时可能是模糊不清的，需要我们进一步加以明确。明确问题需从问题表述本身是否明确、问题产生的原因是否明确、提出问题的目的是否明确等方面考虑。

马上行动：判断以下两个问题是否明确，并说明理由。[:学+科+网Z+X+X+]

1能否设计一个能回收天空中常常出现的不明飞行物的产品？

2怎样才能将冬天下的雪都有效地利用起来？

（2）问题的价值

明确了问题的内容之后，还需确定问题是否有价值。判断一个问题是否有价值，必须从以下问题着手：

所提出的问题是否遵循了基本的科学原理？

迄今为止，能否确认该问题尚未得到充分解决？

在你调查的范围里，该问题是否具有普遍意义？在更广的范围内，这个问题是否有意义？

在多个问题同时发生时，该问题是否是主要问题？

现有的技术条能否解决这个问题？技术发展以后呢？

解决该问题所需的投入是多少？投入与产出的比是否理想？

马上行动：试判断“怎样才能将冬天下的雪都有效地利用起来”这一问题的价值。

案例分析：水变油事——曾有人声称做了大量实验发明了水变油的技术，即水通过机器后变成了油。水变油一度被宣传为中国继古代的“四大发明”之后的第五大发明，这场闹剧已经使国家损失了四亿元。

明确问题的内容与价值，除了需要进行一些主观的分析外，还可以借助于一些研究手段来进行。这样，既可以深化对问题的认识，进一步明确问题的内容与价值，又可以为分析问题解决的条及实现的可行性、提出设计要求奠定基础。

案例分析：学生台灯设计项目

2、明确问题受到的限制及具体的设计任务

在明确问题的内容与价值之后，还应明确解决这一问题所受到的主客观条的限制，明确设计所应受到的限制和所应达到的标准，进而提出设计任务。无论是一个问题的解决，还是一项设计的进行，它的限制主要是由两方面决定的，一是设计对象的特点和问题解决的标准，二是设计者的技术能力与条。

就设计对象而言，一方面，不同的设计对象往往具有不同的特点，其产品的功能、大小、安全、外观、耐用性等方面的设计标准也有所不同。另一方面，设计对象还将可能会受到诸如成本、环境等的限制。

马上行动：假如要设计一个家庭书架，你认为从设计对象角度看应受到哪些方面的限制？

一个问题的解决或一项设计的完成，除了受设计对象所涉及的标准和因素的限制外，还受到问题解决者或设计者的主客观条的限制。从主观条看，主要是其是否具有解决问题所需要的知识和技能。从客观条看，问题解决或设计的过程往往要消耗一定的人力、物力、财力以及时间，需要一定的材料、资料、仪器、设备以及空间等作支撑，而这些资源也都是有限的。对这些问题，如果没有正确的估计和清醒的认识，往往会使我们的问题解决或设计工作夭折。

思考：根据自己的实际情况，分析自己进行技术设计的有利条和不利条。

马上行动：如果你自己动手制作一盏台灯，请考虑各种限制因素，填写下表（略）。

讨论：高一（1）班孙宇同学对台灯设计所提出的一般要求是否合理？是否具有可行性？

三、后总结

明确问题的内容，确认问题的价值，可以为分析问题解决的条及实现的可行性、提出设计要求奠定基础。分析解决问题所受到的主客观条的限制，明确设计所应受到的限制和所应达到的标准，进而提出设计任务，可以保证问题的解决和设计工作的顺利进行。

四、后作业

A:如果请你设计制作一个笔筒，请分析一下此设计所应受到的限制。

B:问题一：下雨天撑雨伞时经常会碰到风把雨伞吹反了，或者小孩子撑雨伞时风会把雨伞吹走，这些情况时有发生。

问题二：下雨天穿雨披骑自行车时也会碰到风把雨披吹反过来，盖在头上而看不见前面的路。

上述两个问题是否具有价值?判断一个问题是否具有价值应该从哪些方面着手?

任选一个问题，提出解决方案并加以说明。

:科学家发明了一种高性能的钓鱼机，可是没有被广范的应用，最有可能的原因是（）

A：成本高

B：效率太高

：使用不方便

D：钓鱼活动的主体是人

板书设计

一．

判断问题是否明确的依据

．

问题表述本身是否明确。

2．问题产生的原因是否明确。

3．提出问题的目的是否明确。

二．

判断问题的价值依据

．

是否遵循基本的科学原理。

2．该问题是否未得到解决。

3．该问题是否有普遍意义。

4．该项问题是否为主要问题。

．

现有的技术能否解决。

高一下期通用技术教学反思 第6篇

程兆华

一学期来，本人在教学工作中认真备课、上课、听课、评课，及时做好课题研究工作，通用技术课是以提高学生技术素养，促进学生全面而富有个性的发展为基本目标，为学生适应未来社会生活和终身发展奠定基础，以更亲近技术的情感、积极探究的姿态和一定的科学精神广泛地参与社会生活，参与技术创新的实践；培养学生正确的技术观，积极、负责、安全使用技术的行为习惯，培养学生对技术使用、评价、选择、改进、决策、创新的能力。根据学科特点广泛涉猎各种知识，形成比较完整的知识结构，严格要求学生，尊重学生，发扬教学民主，使学生学有所得，不断提高，从而不断提高自己的教学水平和思想觉悟，并顺利完成课题研究任务。下面是本人的在课题研究中的一些反思：

一、提高教学质量，关键是上好课。为上好课，做了下面工作：

1、课前准备：备好课。

首先认真研读《2010年江西省普通高中学业水平考查指导纲要》，钻研教材，对考查说明、教材的基本思想、基本概念，每句话、每个字都弄清楚，了解教材的结构，重点与难点，掌握知识的逻辑，能运用自如，知道应补充哪些资料（材料一定要认真选取，因学科的特点，补充的材料应直接接近考查要求），怎样才能教好。因学科特点，知识面要广、课堂容量要大，在新授课的教学中一般采用课件的形式备课以多媒体辅助于本学科的教学。

其次是了解学生原有的知识技能的储备，他们的兴趣、需要、方法、习惯，学习新知识可能会有哪些困难，采取相应的预防措施。注重利用“学生缺少什么，我们教什么；学生需要什么，我们教什么”的思想来组织教学。

最后考虑教法，解决如何把已掌握的教材传授给学生，包括如何组织教材、如何安排每节课的活动。

2、课堂教学情况。

认真组织课堂教学，关注全体学生，注意信息反馈，调动学生的有意注意，使其保持相对稳定性，同时，利用多媒体播放技术激发学生的情感，使他们产生愉悦的心境，创造良好的课堂气氛，课堂语言有重点性、简洁明了，克服了以前重复的毛病，课堂提问面向全体学生，注意引发学生学习通用技术的兴趣和学习努力的方向，课堂上注重讲练结合。

二、注重提高教学质量，对学生努力做到从友善开始，从赞美着手，所有的人都渴望得到别人的理解和尊重，注重学有所成。所以，和学生交谈时，对他的处境、想法表示深刻的理解和尊重。教学上，注重学生全程参与，亲身经历，重视技术思想和方法的学习指导等，力求实现有效的教和有效的学。评价上，强调以学生的发展为核心，建立合理的评价机制，积极探索普通高中学业水平考查指导纲要。

三、积极参与听课、评课，贯彻落实好学校的听课制度，虚心向同行学习教学的技巧、方法，博采众长，不断的提高了自己的教学水平。同时也为课题的完成打下了良好的基础。

四、培养多种兴趣爱好，从网上搜集信息资料、到图书馆博览群书，不断扩宽知识面，为教学内容注入新鲜血液。使多媒体播放为课堂教学增添了活力。

五、“金无足赤，人无完人”，在教学工作中难免存有缺陷，例如，课堂语言平淡、不够生动，平时考试较少等现象都可能影响到课堂教学的质量和效果。

高一通用技术模拟试卷 第7篇

一、教学内容分析本课选自江苏教育出版社出版的《技术与设计1》第一章第一节。本教材的第一章是“走进技术世界”，这一章主要使学生对技术有一个深刻而全面的认识，增强学生使用技术的自信心和责任心。第一节“技术的价值”，主要从“技术与人”、“技术与社会”、“技术与自然”三个方面阐述技术的产生及技术对人、社会和自然的产生的作用和影响。

二、教学对象分析

《通用技术》对学生来说是一个全新的课程，对于这门课学生充满了好奇和期待，如何引导学生了解技术、培养学生的学习积极性是本阶段的重点。只有激发学生学习的兴趣，才能在以后的教学工作顺利地开展。

三、教学目标

1、知识与技能

①了解什么是技术，理解技术的产生与人类需要之间的关系； ②理解技术对个人的生活、经济、社会、和环境等方面的影响。

2、过程与方法

引导学生对周边的技术进行讨论探究，拓展学生的思维能力。

3、情感、态度与价值观

进一步激发学生对技术的兴趣，使学生能从以人为本的思想出发，去理解技术与人的关系，提升学生对技术的人文精神的理解。

四、教学重难点

1、重点：使学生感知技术对人类社会发展所产生的影响，激发学生学习技术的兴趣。

2、难点：让学生感知技术的发展对他本人及身边事物的影响。

五、教学策略与方法

因为本节课的内容以案例阅读分析和师生互动交流为主，如果单纯的口头语言讲授很难让学生理解和接受，而详实的技术资料的使用可以辅助教师激发学生的学习兴趣，充分调动学生学习的积极性和主动性，降低知识难度以达到提高教学质量和效率的目的。

教学方法:讲授法、讨论法、演示法

六、课时安排：2课时

第一课时： 技术与人

教学过程：

1、复习引入

上节课我们系统的介绍了通用技术这门课程，知道了什么是通用技术，为什么要学习通用技术以及怎样学好通用技术这门课程。现在我们首先来复习什么叫技术。技术就是人类为了满足自身的需要和愿望，以能更好的适应大自然，而采取的手段。从根本上说技术的产生源于人类的需要和愿望。我们生活在一个技术的世界里，可以这样说，生活离不开技术。那么为什么我们生活离不开技术呢？这就是今天这节课我们学习的主要内容。

2、新课讲授：

同学们翻开课本第2页，看看技术有什么作用。

爱心

用心

专心 1

技术具有保护人的作用：

（A）人类需要着衣遮身御寒，于是有了纺织、印染、缝制技术

（B）人类需要进食以补充能量，于是有了食品烹饪加工技术以及农作物栽培、家禽饲养技术

（C）人类需要住所以避风挡雨，于是有了建筑技术

（D）人类需要抵御野兽攻击和的伤害，于是有了弓箭、大刀、长矛等武器制造技术

（E）人类要出行于是有车船制造技术

（F）需要交往、保持联系，于是有了通信技术。

因此在今天的人类活动中是一刻也离不开技术的，同学们可以展开丰富的想象力，来描述一下没有任何技术的社会将是怎么样子的。

离开了技术，我们将一无所有，人类就又会回到那个茹毛饮血的原始社会了，这是我们不敢想象的!由此可以看出技术首先是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造，是因为人类的需要而产生的。

[阅读] 从火到灯——人类走向文明的历程

[规则] 同学们用三分钟的时间快速阅读并记忆，思考以下几个问题。

(1)电弧光灯的发明者是谁？哪个国家？发明时间？

(2)白炽灯的发明者是谁？哪个国家？发明时间？

(3)请在”光明之树”上标出人类已经制造出的灯的顺序。[讨论]

1、如果人类没有控制和利用火、没有发明灯，我们的世界将会是怎样的一幅景象？

2、我们人类对光明的需求，是如何推动了照明技术的产生和发展？ [阅读] 火与烹饪、制陶、冶炼技术

技术的产生和发展，能更好地满足人们的需求，使人们的生活更加精彩。如纺织技术的产生和发展为人们提供了种类繁多、功能各异的面料，而缝制技术的产生，则使服装的制作更加简易、快捷。色彩、面料、款式各异的服装把人们的生活装点得更加多姿多彩。[马上行动] 请同学们分析并回答下列技术的产生分别满足了人们的哪些需求。

印刷技术 学习文化知识

农耕技术 吃饱穿暖

摄像技术 把美好的东西留存下来

B超技术 了解身体内部奥妙

技术具有保护人、解放人和发展人的作用。

它首先为人提供了抵抗不良环境，防止野兽、病菌等侵害的手段和工具，从而使人在适应自然的过程中生存下来。人往往需要依靠技术保护自己。[思考] 1．原始人最初为什么要选择穴居或在树上栖居等居住形式? 2．原始人随身携带磨制好的尖削石器，除了用来切割兽皮兽肉以外，还有什么用途?

爱心

用心

专心

3．疟疾、天花、鼠疫、肺结核等疾病曾夺去数百万人的生命，为什么现代人对它们不再如此恐慌?

技术对人的解放作用表现为人依靠技术解放或延长了自己的手、脚、眼、耳、脑等身体器官，拓展了活动空间，提高了劳动效率，增强了利用自然、保护自然、合理地改造自然的能力。以人的体力解放为例，随着蒸汽动力、内燃动力、电力、核动力、太阳能动力等技术的发展，人的体力得到了愈加高效的解放。

[讨论] 交通工具的发展使人们的出行便捷、舒适，但是也可能使人们过分依赖现代交通工具而缺乏锻炼，以致影响身体健康。你认为应该如何看待这一问题? 技术发展的作用表现为人类在探究技术、使用技术、发展技术的过程中，不仅改变着客观世界，而且改变着主观世界。技术促进人的精神和智力的发展，使得人的创新精神和批判能力得到提高，思维方式发生转变，自我价值得以实现。[案例分析] 爱迪生的故事

[讨论] 技术上的创造与发明使爱迪生得到终身的发展和自我价值的实现。结合你的经验，谈谈参与技术活动对你个人发展的作用和意义。

3、课堂小结

今天我们学习了技术与人的关系，知道了技术产生的根本原因是源于人类的需要和愿望，技术具有保护人、解放人、发展的作用。希望同学们在平时生活中善于发现，涌现出跟多像爱迪生一样的人，通过技术活动实现自我的价值。

4、课后作业

技术的发展使人们的工作和生活方式发生了巨大的变化。访问你的亲友,收集这方面的信息, 并在全班交流。在此基础上,总结归纳出全班同学公认的对人们工作和生活方式影响最大的10项技术。

第二课时教学过程

一、作业检查

1、上节课我们布置了两道练习题，不知道大家完成地如何，我们先来讲评这两道联系题。

①鞋子满足了人类的哪些需求？

鞋子对人类需求的满足有基本需求，也有特殊需求。基本需求是保护我们的脚不受损伤，行走更加方便；特殊需求包括鞋子的舒适、美观、设计等等。

②对人们工作和生活方式影响最大的10项技术是什么？

同学们，我这里有一份网上查阅的资料，这份资料说的是一些美国科学家对技术价值

爱心

用心

专心 3 的认识。他们经过严格的筛选，选出了10项对人类贡献最大的技术。现在我们共同来看一下这10项技术：

第一项：眼睛

眼镜使眼睛有缺陷的人对世界更加亲近。人类的缺陷，可以通过技术发明弥补。

第二项：原子弹

人类文明，可以在一瞬间被捶毁。它告诉人们，核武器是多么的危险，争取和平是多么的重要。

第三项：印刷术

极大地提高了人类信息传递的速度和容量。

第四项：管道技术

把洁水带到各家各户，又把污水带走。

第五项：骑兵马战术

马战技术出现后，促成了强大国家的产生。

第六项：避孕节育技术

它对于人类控制自身繁殖功不可没。

第七项：时钟

时钟的发明，使得人类的生活节奏更加规律和精确，它也引起了人们对效率的重视。

第八项：数字

数字及数学成了人们生活、工作、创造的有力工具。

第九项：音乐技术

它陶冶人们情操，净化人们思想，还有一定的医疗功能。

第十项：电脑

它使人类社会进入了信息时代。

虽然这篇资料的观点是一家之言，但它确实说明技术对于人类是多么的重要。技术是推动社会进步的强大动力。

二、复习引入

上节课我们学习了第一章第一节技术的价值中的“技术与人”。那么技术产生的原因是什么？具有什么作用？

学生：满足人类的需要，技术具有保护人、解放人和发展人的作用。

三、讲授新课

现在我们一起来学习技术的价值中的“技术与社会”、“技术与自然”。首先来看一下技

爱心

用心

专心 4

术与社会到底有什么关系呢？ [板书] 2．技术与社会

[案例分析] 福特T型车的生产流水线

[思考] 生产流水线采用什么技术？它又有什么作用呢？ [讨论] 技术对企业的发展具有什么重要意义？ [总结] 技术促进社会生产的发展。[板书] ①技术促进社会生产的发展

[案例分析] 农业技术的发展与劳作方式的变革。

[思考] 采用现代农业技术的农民，其劳作方式将发生怎样的改变？

[看图分析] 比较技术使人们的衣、食、住、行、娱乐、教育等方面都发生了哪些改变？ [总结] 技术丰富社会文化的内容。[板书] ②技术丰富社会文化的内容

[案例分析] 相同距离不同交通工具行驶时间对比图 [讨论] 交通技术的发展给人们的生活带来了什么？

技术的发展使得交通工具的行驶速度和方便程度发生了巨大的变化。[总结] 技术改变社会生活的方式 [板书] ③技术改变社会生活的方式

技术不仅在社会生产、文化、生活等方面产生了重要作用，同时在在军事、政治、文化等各个领域所起的作用。现在，技术是衡量一个国家综合国力和社会文明程度的重要标志之一。

上面谈到的是技术与社会的关系，那么技术对大自然有哪些作用呢？ [板书] 3．技术与自然

依靠技术，人类得以利用自然和改造自然，并与自然保持和谐共处的友好关系。[案例分析] 都江堰——“活”的水利博物馆和荷兰风车 [讨论] 谈谈你还知道哪些类似的例子？

如利用技术填海造田、退耕还林、南水北调、西气东输等。

人类在利用技术开发、改造自然时，应把握合理的尺度，注意对自然的保护，不能忽视一些技术或产品对环境可能造成的负面影响。人类和自然应该成为朋友，人类要利用和改造自然，更要爱护自然。

爱心

用心

专心 5

[马上行动] 分析技术给我们的自然环境带来了哪些问题，提出相应的解决对策，并填入下表。

问题 解决方案

温室效应 严格控制温室气体的排放

臭氧层空洞 减少氟里昂（CCl2F2）的使用

土地荒漠化 植树造林，防风固沙

酸雨 减少硫酸含量的排放

[总结] 技术的发展给自然环境带来了问题，但也给解决这些问题提供了可能，尤其是现代高新技术的发展，更加注重环境的保护。[阅读] 造就“绿色”的技术

四、课堂小结

本节课我们主要学习了“技术与社会”“技术与自然”之间的关系，知道了技术促进社会生产的发展，丰富社会文化的内容，改变社会生活的方式，同时依靠技术，人类得以利用自然和改造自然，并与自然保持和谐共处的友好关系。社会的发展离不开技术。

五、课后作业

课本23页第2题：结合日常生活中某项技术的应用所带来的正反面的影响，谈谈你对恩格斯下面这段话的理解。

爱心

用心

通用试卷生成系统的设计与实现 第8篇

关键词：试题库,遗传算法,组卷策略

考试是衡量教学质量的一个重要指标，考试的主要方式是试卷。传统的教师组卷方式存在着命题随意性大、评分标准不一和试题取样不合理的缺点。而且随着学生对知识面需求的增加和当前考试类型的不断多样化及考试要求的不断提高，教师的工作量将会越来越大，而试题利用率却很低。同时试题的质量及难易程度的人为因素较大，不够客观。为收集和规范管理试题，现在一般采用建立试题库自动组卷的方式。

试题库的主要功能有两部分，一是前期试题的收集，这是试题库建立的基础。二是基于试题库的试卷生成系统，这是试题库的直接应用，直接根据相应算法生成一套满足测试要求的标准试卷。这个功能就直接对试题的收集提出了标准化的要求。自动组卷系统是考试系统的重要组成部分，其核心是组卷算法的研究。

1 试题库的建立

1.1 试题库的优势

试题库使标准化考试进一步地完善，具有以下优点：

1)科学：以一定的测量模型为基础的试题库是依据测量学理论建立起来的试题的集合。特别是这些试题具有相应的测量特征参数，保证了每一道试题的测量作用有据可查。

2)有效：试题库是按照一定规则将试题组织起来的命题技术，有效的减少了专家命题的繁复劳动，也保证了高质量的试题能够得到可靠的重复利用，并为试卷质量分析提供了必要的技术支持。

3)稳定：利用试题库的规则统一、形式规范特性和一定数量的试题，可以高效地提取多套具有稳定的测量特征的试卷，保证了测试工作的顺利进行。

4)保密。

1.2 试题库建设的原则

试题库是一个试题群体，这些群体内部结构必须满足合理组卷要求。因此在选题时，必须考虑以下整体原则：1)有一个成熟、稳定、明确的考试大钢;2)有标准的试题来源;3)分值分配原则;4)题型的分配原则;5)难度系统分配原则。

1.3 试题库建立的步骤

试题库的建立是一个系统的工程，是不同学科的人员相互协调、相互工作的过程。不同阶段的工作需要不同的人员参与，由此可见，优质试题库的建设是一个艰辛、复杂而繁琐的过程，一般包括若干个阶段，如图1所示。

2 组卷算法

组卷系统的关键是组卷策略，也就是组卷算法，现有的大部分组卷系统根据其核心算法大致分为三种：以随机算法为主的自动组卷系统;以回溯试探法为主的自动组卷系统;以人工智能与信息处理方法为主的自动组卷系统。遗传算法作为人工智能中比较成熟的分支，具有内在的并行性，全局寻优和收敛速度快的特点，这些都适宜于处理试题库中的自动组卷的问题。

2.1 遗传算法理论

遗传算法(Genetic Algorithm,简称GA)是近年来迅速发展起来的一种全新的智能优化算法，作为一种随机的优化与搜索算法，遗传算法与传统的优化算法相比，具有鲜明的特点：

1)遗传算法以决策变量的编码作为运算对象。传统的优化算法往往直接运算决策变量的实际值本身，而遗传算法处理决策变量的某种编码形式，使得我们可以借鉴生物学中的染色体和基因的概念，可以模仿自然界生物的遗传和进化机理，也使得我们能够方便的应用遗传操作算子。

2)遗传算法直接以适应度作为搜索信息，无需导数等其它辅助信息。

3)遗传算法使用多个点的搜索信息，具有隐含并行性。

4)遗传算法使用概率搜索技术，而非确定性规则。

2.2 基本遗传算法描述

在实际应用中遗传算法的形式出现了很多变型，但这些遗传算法都有共同的特点，即通过对自然界进化过程中自然选择、交叉、变异机理的模仿，来完成对最优解的搜索过程。基于这些共同的特点，Goldberg总结了一种统一的最基本的遗传算法，该算法被称为基本遗传算法(SimPle Genetic Algorithms,SGA),SGA只使用了选择算子、交叉算子和变异算子这三种遗传算子，其结构简单，易于理解，是其它遗传算法的雏形和基础。本文所设计的遗传算法也基于SGA。

SGA的基本步骤如下：

1)初始化，产生足够数量的个体，组成种群;

2)计算群体上每个个体的适应度值;

3)按由个体适应度值所决定的某个规则选择将进入下一代的个体;

4)按概率Pc进行交叉操作;

5)按概率Pm进行突变操作;

6)若满足设定的终止条件，则执行(7)，否则转到(1);

7)输出种群中适应度值最优的染色体作为问题的满意解或最优解。

遗传算法的终止条件可以设定为：

1)达到了预先设定的进化代数;

2)种群中的最优个体在连续若干代中都没有再获得改进;

3)最优个体达到预先设定的满意解。

典型的遗传算法的核心过程可以如下描述为：

{随机初始化种群P(0);t=0;

计算每个个体的适应值;

执行选择操作;

While(不满足终止准则)do

{执行重组;

执行变异;

计算个体的适应值;

保留最好解;

执行选择产生新的种群P(t+l);t+1;}

输出结果;}

3 基于遗传算法组卷

3.1 编码方法的确定

遗传算法首先要对实际问题进行编码，用字符串表达问题，这种字符串相当于遗传学中的染色体。每一代所产生的字符串个体总和称为群体。传统型遗传算法组卷在编码方式中采用的是二进制编码，其长度对应于试题库的长度，若该题选中，则该位对应1，反之为0。

3.2 适应度函数设计

适应度函数是用来评判试卷群体中个体的优劣程度的指标，遗传算法利用适应度值这一信息来指导搜索方向。在实际的应用中，适应度函数的选择是影响智能组卷算法性能好坏的关键，常用的适应度函数采用对各种约束条件进行重要性的衡量，以求取综合指标的重要性达到最大或综合指标误差达到最小。

根据组卷的各种约束条件，建立目标函数为误差函数：

其中fi(0fi1)为个体满足第i项组卷约束程度的归一化相对误差;wi(0fi1)为相应的误差权值系数;i为对应n项指标中的第i项。

另外,根据实际组卷经验,对不同的约束条件可给定不同的允许误差(0-5%)，只要试卷个体满足第i项组卷要求的误差在容差范围内，即可认为fi=0，这样以加快搜索到优化解的速度。

由目标函数，可设计适应度函数：

该适应度函数能很好的进行遗传运算。

3.3 进化停止条件

1)进化中连续若干代中的最优个体不被替换所持续的代数超过某一设定值，则搜索停止。

2)固定最大遗传代数MaxGen。当算法进行MaxGen代遗传后停止。最大遗传代数MaxGen依赖于模型复杂度，由试题库中题目的个数与模型中约束条件的个数共同决定。

4 系统整体架构和开发环境

4.1 系统框架和目标

系统主要分为3个部分：用户管理，试题库管理和试卷生成。

系统功能说明：

1)系统管理员可以对整个系统进行维护，设置登录人员的权限。

2)相关教师可以对中心试题库进行数据维护。

3)编写科学的试题：建立试题库之前必须首先确定学科的知识结构，试题的组织与编写必须以学科的知识点结构为依据。试题数量要足够多，每题应具有难度系数、知识点、分数、考试时间等属性，以便满足试题生成的要求。

4)选择科学的试题生成方法：设计合理的试题生成算法，本系统采用遗传算法作为组卷算法。

4.2 开发环境综述

1)试验环境：CPU:AMD 2000+;内存：512M;硬盘：40G;操作系统：Windows 2000。

2)开发工具：系统数据库：SQL Server 2000;

系统开发工具：VC++6.0;Microsoft Word。

5 测试分析

通过组卷试验表明，当选择合适的参数，即交叉概率PC取0.4～0.8，变异概率Pm取0.001～0.01，群体规模取50～60时，最大进化代数为60～100时，用本文所设计的遗传算法可以有效解决组卷问题，很快找到满足用户要求的试卷。由于遗传算法实行了全局并行搜索，搜索空间大，并且在搜索过程中不断向可能包含最优解的方向调整搜索空间，从而易于找到最优解。从实验结果可以看出，遗传算法能有效地解决试题库智能组卷问题。

参考文献

[1]黄丽雯,陈渝光,刘巍.一种有效的试题库框架设计算法[J].计算机应用,2000(1):60-61.

[2]胡中锋,李方.教育测量与评价[M].广东高等教育出版社,1999:193-196.

[3]马世哗.试题库理论与目前我国试题库的发展状况[J].教育理论与实践,1996.

[4]林雪明.基于考查点的试题库组卷算法的建立[J].徽机发展,2001(2):77-79.