《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》操作考試自動(dòng)判卷的探索與實(shí)踐

徐紅云+鄭耀輝+田凱

摘要：《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》操作考試自動(dòng)判卷已成為一種趨勢(shì)，但現(xiàn)有的自動(dòng)判卷方法在評(píng)判的精準(zhǔn)性和可擴(kuò)展性方面還存在改進(jìn)的空間。對(duì)此，提出采用出題者先確定考點(diǎn)，然后根據(jù)考點(diǎn)進(jìn)行判卷的思路，基于VBA和JSFL實(shí)現(xiàn)了一套實(shí)用性較強(qiáng)的操作題自動(dòng)判卷系統(tǒng)。經(jīng)測(cè)試，該系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性和較高的評(píng)判精準(zhǔn)性。

關(guān)鍵詞：《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》；操作考試；自動(dòng)判卷

中圖分類號(hào)：G642.474 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）10-0143-03

一、引言

在現(xiàn)代教學(xué)及辦公活動(dòng)中，大部分工作都涉及到一些常用軟件，熟悉這些軟件的應(yīng)用也就成了現(xiàn)代人必需的一項(xiàng)技能，因此，很多高校都會(huì)開設(shè)《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課，該課除了講授計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算思維的概念外，還包括一些常用軟件的介紹。對(duì)該課程中軟件操作的考核也成為課程考核的一個(gè)重要部分?，F(xiàn)在一般都是采用在線考試，而考試系統(tǒng)中對(duì)軟件操作題的自動(dòng)判卷是軟件工程師需要解決的重要問題之一?，F(xiàn)存的一些系統(tǒng)在評(píng)卷的精準(zhǔn)性和可擴(kuò)展性方面還不能滿足應(yīng)用的要求，如文獻(xiàn)[1]采用的是“一題一編”的思想，當(dāng)出題者設(shè)置新考點(diǎn)時(shí)，需要重新修改后臺(tái)的判卷模塊才能完成判卷，可擴(kuò)展性不強(qiáng)；文獻(xiàn)[2]考慮了文檔每個(gè)屬性出現(xiàn)的概率，選擇出現(xiàn)概率較高的屬性作為考點(diǎn)進(jìn)行匹配。但是，其做法是對(duì)每一篇文章都使用其收集的固定文檔屬性，如字體大小、顏色等；針對(duì)性不強(qiáng)，評(píng)判精確性不高；文獻(xiàn)[3]提出將所有可能的考點(diǎn)存于數(shù)據(jù)庫，出題時(shí)從數(shù)據(jù)庫中選擇相應(yīng)的考點(diǎn)，組成考點(diǎn)序列，指定考點(diǎn)作用于文章的某一段，但是在實(shí)際情況下，學(xué)生容易誤操作，如添加段或者刪除某段，系統(tǒng)判卷并無處理這種異常，導(dǎo)致判卷結(jié)果出現(xiàn)較大誤差。此外，文獻(xiàn)[4-6]分別對(duì)Word、Excel以及PPT自動(dòng)閱卷進(jìn)行研究，但其思路也是基于固定考點(diǎn)進(jìn)行逐一匹配的思想，可擴(kuò)展性無法滿足實(shí)際需求。本文基于VBA與JSFL，采取出題者先確定考點(diǎn)，然后根據(jù)考點(diǎn)進(jìn)行匹配來實(shí)現(xiàn)操作題的自動(dòng)判卷，并生成判卷日志，給出得分，從而提高判卷的精準(zhǔn)性和系統(tǒng)的效率。

二、系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，主要包括出題模塊和自動(dòng)判卷模塊。出題者訪問出題模塊，根據(jù)考試大綱，設(shè)置考卷考點(diǎn)，并上傳標(biāo)準(zhǔn)答案。判卷模塊分為兩種模式，分別是考試模式和練習(xí)模式。在考試模式下，系統(tǒng)將判卷日志以及分?jǐn)?shù)存于數(shù)據(jù)庫；在練習(xí)模式下，系統(tǒng)直接將判卷結(jié)果反饋給學(xué)生。

三、系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)分為出題與判卷兩大模塊，本節(jié)詳細(xì)介紹兩大模塊的設(shè)計(jì)思路。

1.出題模塊。由于文檔屬性較多，如果按照文檔的所有屬性，逐一去比較學(xué)生答卷與標(biāo)準(zhǔn)答案是否一致，會(huì)降低判卷的精準(zhǔn)性和系統(tǒng)的效率。因此，本文采用由出題者設(shè)置題目的考點(diǎn)，系統(tǒng)按照考點(diǎn)去完成學(xué)生答卷與標(biāo)準(zhǔn)答案的比對(duì)。根據(jù)Office與Adobe對(duì)應(yīng)的文檔結(jié)構(gòu)和考點(diǎn)屬性信息的不同，出題界面展現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)。此外，系統(tǒng)能記住歷史提交的考卷，在出題時(shí)，用戶可以選擇歷史考卷，更新其考點(diǎn)信息后，即可生成一份新的考卷，從而減輕了出題的工作量，也提高了服務(wù)器磁盤空間的使用率。

2.自動(dòng)判卷模塊。為了提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和判卷的準(zhǔn)確性，判卷模塊設(shè)計(jì)成松散耦合的模塊，如果考點(diǎn)功能擴(kuò)展，能實(shí)現(xiàn)對(duì)外接口保持不變，并且設(shè)計(jì)了容錯(cuò)處理機(jī)制處理學(xué)生誤操作導(dǎo)致的級(jí)聯(lián)影響，同時(shí)設(shè)計(jì)了判卷日志模塊確保審計(jì)有據(jù)可依。

（1）判卷模塊流程。判卷模塊流程如圖2所示。該模塊讀取出題模塊生成的考點(diǎn)配置信息，傳入?yún)⒖即鸢肝臋n完成模塊初始化操作，初始化完成后依次對(duì)傳入的學(xué)生答卷判卷。對(duì)每個(gè)考點(diǎn)可能檢查若干屬性，設(shè)計(jì)一個(gè)map函數(shù)把不同屬性的檢查映射給不同函數(shù)去處理，比較標(biāo)準(zhǔn)答案文檔的屬性和學(xué)生答卷的對(duì)應(yīng)屬性，并返回結(jié)果，同時(shí)生成該屬性的判題日志，一個(gè)考點(diǎn)檢查后計(jì)算該考點(diǎn)的得分，依此完成所有考點(diǎn)的檢查，計(jì)算學(xué)生答卷該題分值并整理判題日志信息。

（2）判卷模塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。自動(dòng)判卷模塊的松散結(jié)構(gòu)能支持將來考點(diǎn)增加等功能擴(kuò)展時(shí)保持對(duì)外接口不變。初始化階段解析考點(diǎn)設(shè)置信息，傳入?yún)⒖即鸢肝臋n，依次傳入學(xué)生答卷計(jì)算得分，增加考點(diǎn)時(shí)，僅需在map函數(shù)中增加一個(gè)響應(yīng)，并添加相應(yīng)考點(diǎn)的檢查函數(shù)即可，系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性。

（3）容錯(cuò)處理。操作題自動(dòng)判卷增加容錯(cuò)處理是必要的，否則考生的誤操作將影響對(duì)答卷判斷的精準(zhǔn)性。自動(dòng)判卷模塊針對(duì)不同類型文檔設(shè)計(jì)了不同的容錯(cuò)機(jī)制。

Word文檔以“段”為單位進(jìn)行判卷，需處理答卷多空段、少段、段內(nèi)誤回車等問題。容錯(cuò)處理的思路是：先分別提取學(xué)生答卷和標(biāo)準(zhǔn)答案文檔第一段，假如當(dāng)前處理的學(xué)生答卷段內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)答案段一致，則直接取標(biāo)準(zhǔn)答案和學(xué)生答卷的下一段，假如兩個(gè)段不一致，則下次取出處理的段應(yīng)為學(xué)生答卷和標(biāo)準(zhǔn)答案文檔下一個(gè)位置完全一致的非空段。另外，Word首字下沉、分欄都會(huì)自動(dòng)生成人工看不出的空段，自動(dòng)判卷時(shí)也要按上面的方法進(jìn)行處理。

Excel操作題的誤操作主要源于學(xué)生開始操作表格的位置不一定和題目要求一致，而程序讀出的公式地址、圖表數(shù)據(jù)源等都使用單元格絕對(duì)地址。異常處理思路是分別讀取學(xué)生答卷和標(biāo)準(zhǔn)答案文檔開始操作表格的地址，計(jì)算它們之間的偏移，并對(duì)后面涉及的單元格地址考點(diǎn)采用偏移計(jì)算。

PowerPoint操作題容錯(cuò)處理類似Word操作題，其中不同的圖形、對(duì)象等要通過文本內(nèi)容去識(shí)別，需在考點(diǎn)消息格式中附帶參數(shù)以識(shí)別不同考察對(duì)象。

Access容錯(cuò)機(jī)制要處理學(xué)生答卷中查詢語句跟參考答案不完全一致，但查詢語句、語義跟參考答案一致的情形，可以通過查詢語句返回的結(jié)果判斷答卷中的查詢和參考答案是否語義一致，或根據(jù)查詢關(guān)鍵字組合判斷答卷中的查詢和參考答案查詢結(jié)果是否一致來進(jìn)行容錯(cuò)處理。

四、系統(tǒng)測(cè)試及分析

系統(tǒng)使用華南理工大學(xué)2015級(jí)本科生某班上機(jī)考試的操作題答卷進(jìn)行測(cè)試，該班共有110人，去除不符合要求的各類文檔，本次實(shí)際使用110份Word文檔、105份Excel文檔以及91份PPT文檔，每份考卷標(biāo)準(zhǔn)答案滿分100分。

首先對(duì)上述文檔進(jìn)行人工判卷，然后在系統(tǒng)上部署答卷，使用系統(tǒng)對(duì)答卷進(jìn)行評(píng)閱。人工判卷與系統(tǒng)判卷成績差分布如圖3所示。從圖3可見，超過60%的判卷成績差分布在-3分—6分。對(duì)于Word與Excel，成績差超過10分的情況也存在，主要是因?yàn)閃ord與Excel相對(duì)于PPT結(jié)構(gòu)更加靈活，學(xué)生在完成答卷的時(shí)候，可能存在誤操作，如使用了其他編輯器（如WPS）編輯文檔，系統(tǒng)無法檢測(cè)出某些格式符號(hào)。其次，人工判卷的時(shí)候，會(huì)存在某些主觀操作，如對(duì)含小數(shù)的成績進(jìn)行四舍五入等。但總體來看，成績差較大的情況較少。

五、結(jié)語

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)具有松散耦合結(jié)構(gòu)、兼顧實(shí)用性和精準(zhǔn)性的自動(dòng)判卷系統(tǒng)，通過大量測(cè)試驗(yàn)證了系統(tǒng)的有效性，證明該系統(tǒng)可以應(yīng)用在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中。計(jì)算機(jī)操作題自動(dòng)判卷是一個(gè)范圍較廣的課題，涉及到不同軟件公司技術(shù)體系的研究、不同文檔結(jié)構(gòu)分析、異常容錯(cuò)處理等。目前，系統(tǒng)只設(shè)計(jì)完成了Microsoft Office 2010 軟件系列中的Word、Excel、PPT、Access、Adobe Photoshop CS6 以及Flash CS6操作題的自動(dòng)判卷，沒有考慮Windows、音頻、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)與開發(fā)等操作題的自動(dòng)判卷問題。下一步可以對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行完善，逐步形成一個(gè)可以對(duì)所有計(jì)算機(jī)操作題進(jìn)行自動(dòng)判卷的系統(tǒng)。

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The Exploration and Practice of Auto Check and Mark System for Operation Exam Questions for "University Computer Foundation"

XU Hong-yun,ZHENG Yao-hui,TIAN Kai

(South China University of Technology,Guangzhou,Guangdong 510006,China)

Abstract:It has been a trend to check and mark the operation exam questions of "University Computer Foundation"automatically. However,there still exists space to improve the scalability and accuracy of current auto check and mark methods. We propose that the checking points are determined firstly,then the papers are checked and marked automatically. We implement the auto check and mark system based on the VBA and JSFL. The testing result shows that this system maintains high scalability and accuracy.

Key words:"University Computer Foundation";operation exam questions;auto check and mark