Word操作自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

高家寶，周婭

(1.桂林電子科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息安全學(xué)院，廣西 桂林 541004；2.河池學(xué)院 現(xiàn)代教育技術(shù)中心，廣西 宜州 546300)

Word操作自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

高家寶1，2，周婭1

(1.桂林電子科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息安全學(xué)院，廣西 桂林 541004；2.河池學(xué)院 現(xiàn)代教育技術(shù)中心，廣西 宜州 546300)

隨著信息化的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)各類信息課程的考核提出了新的要求，其中計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程中的Office軟件的操作類題目的考核是一個(gè)重點(diǎn)。這類考核采用人工評(píng)卷需要消耗大量的精力，為了減輕教師的閱卷和出題負(fù)擔(dān)，開發(fā)一個(gè)能夠自動(dòng)評(píng)閱Office類題目的評(píng)分系統(tǒng)是必要的。本文主要實(shí)現(xiàn)一個(gè)Word自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)，Word自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)采用了Client/Server結(jié)構(gòu)，利用C#編程語(yǔ)言對(duì)Word文檔的各種對(duì)象屬性進(jìn)行分析，給出了自動(dòng)評(píng)分的機(jī)制和主要算法，實(shí)現(xiàn)了Word文檔操作題自動(dòng)評(píng)分功能。

Word操作；自動(dòng)評(píng)分；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；C#

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械囊粋€(gè)重要組成部分。為了讓學(xué)生主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)的需要，幾乎全國(guó)所有高校的非計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)了《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》課程并作為公共必修課之一。這門課程的期末考核一般以理論考試和實(shí)際操作考試相結(jié)合的形式進(jìn)行。實(shí)際操作考試的評(píng)卷采用人工方式，評(píng)卷教師根據(jù)學(xué)生的操作步驟一小題一小題的批改，改完后再把每一小題的分值加起來(lái)，得到一個(gè)大題的分值，再把大題分值合起來(lái)才得到考生的卷面成績(jī)。這種閱卷方式不僅耗費(fèi)大量的人力、物力資源，而且評(píng)卷教師有一定的主觀隨意性，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致閱卷的公平公正性問題[1]。

采用考試系統(tǒng)進(jìn)行考核是一個(gè)解決問題的方法。目前，有少量的商用考試系統(tǒng)支持Office操作類題目的改卷，但是存在不少問題，如準(zhǔn)確率較低，操作繁瑣等。特別是教師編輯題庫(kù)時(shí)相當(dāng)繁瑣，需要掌握一定的正則表達(dá)式才能完成題庫(kù)的編輯。

本文針對(duì)Word操作部分的自動(dòng)閱卷進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)Word操作自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)能夠有效減輕教師的閱卷工作量，提高閱卷效率和準(zhǔn)確性，有助于提高課程的教學(xué)質(zhì)量。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)可以采用多種體系架構(gòu)，考試采用集中組織考試的方式，考慮到操作類型題目的數(shù)據(jù)量較大，需要及時(shí)傳回考試服務(wù)器，系統(tǒng)采用C/S模式實(shí)現(xiàn)Word操作的測(cè)試以及評(píng)卷，另外提供Web端進(jìn)行成績(jī)查詢，考試信息查詢的功能。C/S結(jié)構(gòu)軟件[2](即Client/Server模式)主要分為Client客戶機(jī)和Server服務(wù)器，采用C/S架構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，資源利用率高，能充分利用兩端設(shè)備的運(yùn)行能力，把各種軟件中的復(fù)雜運(yùn)算以及各種相關(guān)的數(shù)據(jù)根據(jù)需要科學(xué)合理地存儲(chǔ)在Client客戶機(jī)和Server服務(wù)器兩端并協(xié)調(diào)工作，這樣可以很好地避免服務(wù)器負(fù)載過大而影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，并可以降低網(wǎng)絡(luò)中通信流量。由于采用C/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)的客戶端連接數(shù)據(jù)有限制，一般該結(jié)構(gòu)是用在客戶端用戶數(shù)量少的小型局域網(wǎng)中使用。

Word操作類題目的自動(dòng)閱卷有兩種途徑[3]：一是記錄考生答題步驟并分析然后進(jìn)行閱卷，該方式需要搭建模擬系統(tǒng)模擬Office環(huán)境，實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，已經(jīng)很少使用；二是對(duì)考生答題結(jié)果的文檔進(jìn)行分析，然后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閱卷，該途徑有多種實(shí)現(xiàn)方法。

本文通過Word對(duì)象模型提供的方法和屬性來(lái)提取考生操作結(jié)果文檔中的相關(guān)屬性，然后與答案數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)屬性值進(jìn)行對(duì)比從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閱卷。

1.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)客戶端實(shí)現(xiàn)考生的登陸、考試、題目文件的傳輸；Web端主要實(shí)現(xiàn)學(xué)生成績(jī)和考試信息的查詢；服務(wù)器端主要是題庫(kù)管理、用戶管理、考試管理、自動(dòng)評(píng)分等功能，如圖1所示。

1.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

現(xiàn)在計(jì)算機(jī)已經(jīng)基本普及，各高?；蛘邌挝欢寂鋫淞俗銐虻挠?jì)算機(jī)，并且一般都是連接起來(lái)組建成局域網(wǎng)，然后再連接到外面的互聯(lián)網(wǎng)。本系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，在這些小型局域網(wǎng)里不需要做其它改動(dòng)，就可以進(jìn)行部署，具有較好的便利性和實(shí)用性。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 Word對(duì)象模型

Word對(duì)象模型[4]是微軟提供的一組針對(duì)Word的編程接口，方便開發(fā)人員對(duì)Word軟件及其文檔進(jìn)行訪問和控制，其簡(jiǎn)化的模型結(jié)構(gòu)如圖2所示。

Application：代表MicrosoftWord應(yīng)用程序本身

Document：代表一個(gè)Word文檔

Selection：代表當(dāng)前選中的區(qū)域(高亮)，沒有選中區(qū)域時(shí)代表光標(biāo)點(diǎn)

Bookmarks：書簽

Range：代表一塊區(qū)域，與Selection類似，不過一般不可見

在Word對(duì)象模型中，它把Microsoft office文檔看成是由許多個(gè)對(duì)象組成的集合，并且這些對(duì)象是分層次的。其中最高級(jí)別的對(duì)象是代表Word應(yīng)用程序本身的Application[5]。每個(gè)應(yīng)用程序的Application對(duì)象中又包含了一些子對(duì)象，例如Word中的Document對(duì)象，這些對(duì)象通常還會(huì)有下一級(jí)的子對(duì)象，如字體、字號(hào)等。Microsoft office文檔中的每一個(gè)對(duì)象又有從屬于它的一系列的屬性，這些屬性的值就表征了Office文檔的內(nèi)容和格式。例如：如果Word文檔中Selection.Font.Size的值為“四號(hào)”，就表示該文檔中被選定的文本塊的字號(hào)是“四號(hào)”。表1列出了Word中最常用的字體、段落格式設(shè)置及其屬性以及屬性代表的含義。

表1 字體、段落屬性以及屬性代表的含義

2.2 Word操作題答案的生成

Word操作題答案的生成是自動(dòng)閱卷的基礎(chǔ)，操作類題目答案不同于單項(xiàng)選擇題；評(píng)卷時(shí)是根據(jù)文檔被測(cè)試點(diǎn)的對(duì)象屬性值來(lái)進(jìn)行判斷的，由于文檔中所涉及的對(duì)象以及屬性極多，若將原始文檔和標(biāo)準(zhǔn)文檔的所有屬性都進(jìn)行對(duì)比，工作量將會(huì)很大。

Word操作所涉及的范圍很廣,可以分為對(duì)文字、段落、表格、圖片及頁(yè)面等操作，每種操作又可以細(xì)分為很多測(cè)試點(diǎn)，例如字體設(shè)置可以包含字體顏色、字體字形字號(hào)、字體效果等。這些測(cè)試點(diǎn)基本可以和Word對(duì)象模型中的相關(guān)對(duì)象屬性一一對(duì)應(yīng)。

對(duì)不同操作的不同測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行分類整理可以形成測(cè)試點(diǎn)體系，在出卷時(shí)候，根據(jù)測(cè)試點(diǎn)體系設(shè)置需要操作的具體測(cè)試點(diǎn)以及位置，在生成答案時(shí)，只針對(duì)測(cè)試點(diǎn)的屬性進(jìn)行對(duì)比，然后將對(duì)象的屬性存入數(shù)據(jù)庫(kù)中作為答案。

答案自動(dòng)生成的流程如圖3所示。

2.3 自動(dòng)評(píng)分實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)的自動(dòng)閱卷思路是：事先設(shè)置好每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)；打開考生答題后的文檔和標(biāo)準(zhǔn)文檔，提取有相同測(cè)試點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)屬性值與考生答題后的文檔的屬性值對(duì)比，相同則考生該測(cè)試點(diǎn)得分，不同則不得分。

由于在前期工作中，系統(tǒng)已經(jīng)將答案屬性值生成并寫入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，所以在閱卷時(shí)只需要打開考生作答后的文檔，獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中該題目的測(cè)試點(diǎn)及標(biāo)準(zhǔn)位置，然后根據(jù)測(cè)試點(diǎn)及標(biāo)準(zhǔn)位置讀取考生作答后文檔的屬性值，并與數(shù)據(jù)庫(kù)答案中的對(duì)應(yīng)屬性值進(jìn)行對(duì)比，相同則該測(cè)試點(diǎn)得分，不同則不得分。自動(dòng)評(píng)分實(shí)現(xiàn)流程圖如圖4所示。

圖3 Word操作題答案生成流程

圖4 Word自動(dòng)評(píng)分流程

2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過程好壞決定整個(gè)軟件系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯和開發(fā)質(zhì)量，影響軟件系統(tǒng)的性能和安全。只有嚴(yán)格的按照規(guī)范的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)[6]，才能保證數(shù)據(jù)庫(kù)的可靠性、可用性、安全性和可維護(hù)性。本研究數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的E-R圖如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)庫(kù)E-R圖

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server2012實(shí)現(xiàn)，包含的數(shù)據(jù)表較多，如表2中包括學(xué)生的基本信息如學(xué)號(hào)、姓名、狀態(tài)、班級(jí)等，其主要用于學(xué)生考試時(shí)登陸以及對(duì)考試狀態(tài)的設(shè)置。

表2 學(xué)生信息表結(jié)構(gòu)

表3主要存放用于自動(dòng)評(píng)卷的答案信息(具體測(cè)試點(diǎn)的屬性信息)，主要包括試題編號(hào)、具體編號(hào)要求、對(duì)象名、屬性、屬性值、標(biāo)準(zhǔn)位置、分值等。

表3 Word操作題答案信息表結(jié)構(gòu)

3 系統(tǒng)測(cè)試

學(xué)生進(jìn)入打開考試端后，首先出現(xiàn)的是登陸界面，如圖6所示?？忌枰斎雽W(xué)號(hào)和姓名，若考生信息存在于考場(chǎng)安排數(shù)據(jù)庫(kù)中就進(jìn)一步查驗(yàn)考生狀態(tài)，狀態(tài)正常，就可以登陸；若已經(jīng)考過，則提示已經(jīng)參加考試無(wú)法登陸，若因掉線等原因退出考試系統(tǒng)，則需要考場(chǎng)管理員設(shè)置允許二次登陸方可正常登陸。

圖6 系統(tǒng)登陸界面

系統(tǒng)主要功能測(cè)試如表4所示。

表4 系統(tǒng)主要功能測(cè)試

經(jīng)過測(cè)試，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期效果，閱卷速度快，題庫(kù)編輯便捷，閱卷準(zhǔn)確率高，穩(wěn)定性好，解決了期末考試教師批改Word操作題的費(fèi)時(shí)費(fèi)力的難題，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

4 總結(jié)與展望

本文分析了目前計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程考試操作類題目考核存在的問題，對(duì)目前的商用考試系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行了說(shuō)明。提出開發(fā)一個(gè)針對(duì)Office軟件中Word部分操作題開發(fā)一個(gè)自動(dòng)閱卷系統(tǒng)，對(duì)Word操作類題目自動(dòng)評(píng)分的相關(guān)原理進(jìn)行說(shuō)明，給出了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方法，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)并進(jìn)行測(cè)試，達(dá)到了預(yù)期效果。

本系統(tǒng)是針對(duì)Word操作題開發(fā)的自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)，對(duì)于別的模塊(如Excel、PowerPoint等)操作題支持還不是很好。在以后的研究過程中，要對(duì)自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)進(jìn)一步改良，使之對(duì)學(xué)校的《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革和課程考核模式改革起到推動(dòng)的作用。

[1]喬洪亮.探究計(jì)算機(jī)一級(jí)Word和Excel操作自動(dòng)評(píng)分的實(shí)現(xiàn)[J].設(shè)計(jì)與研發(fā)，2014(3)：15-16.

[2]張宇.基于.NET框架數(shù)據(jù)訪問層的優(yōu)化[J].電腦學(xué)習(xí)，2008(2)：74-75.

[3]湯克明.Word自動(dòng)閱卷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2008，44(35)：69-72.

[4]李艷輝，李軍.Word操作題自動(dòng)判卷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2009，30(12)：3026-3029.

[5]宗德才.操作題自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2010，31(5)：1156-1160.

[6]史娟.考試系統(tǒng)中操作題自動(dòng)評(píng)分的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35(14)：33-36.

[責(zé)任編輯 韋志巧]

Design and Implementation of automatic marking System for Word Operation

GAO Jiabao1,2,ZHOU Ya1

(1.School of Computer and information safety,Guilin University of Electronic Technology, Guilin, Guangxi 541004;2. Modern Education Technology Center, Hechi University, Yizhou, Guangxi 546300, China)

With the further development of information, it puts forward new requirements for assessment of all kinds of information curriculum, and the assessment of the Office software operating subjects of computer application basic courses is the key point. This kind of assessment with artificial marking needs to consume a large amount of energy, in order to reduce the teacher's burden of setting a question and grading, developing a scoring system of automatic marking Office subjects is necessary.The Automatic Marking System based on Client/Server structure and used C# programming language to analyze various object attributes of Word document, given the automatic marking mechanism and the main algorithm, and achieved the automatic marking function for the Word document operation questions.

word operation; automatic marking; system design; C#

TP311.51

A

1672-9021(2017)02-0094-07

高家寶(1976-)，男，廣西平南人，河池學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心工程師，桂林電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息安全學(xué)院工程碩士，主要研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。

廣西壯族自治區(qū)教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(2013LX120)。

2016-10-14