《大學計算機基礎》操作考試自動判卷的探索與實踐

徐紅云+鄭耀輝+田凱

摘要：《大學計算機基礎》操作考試自動判卷已成為一種趨勢，但現有的自動判卷方法在評判的精準性和可擴展性方面還存在改進的空間。對此，提出采用出題者先確定考點，然后根據考點進行判卷的思路，基于VBA和JSFL實現了一套實用性較強的操作題自動判卷系統。經測試，該系統具有良好的可擴展性和較高的評判精準性。

關鍵詞：《大學計算機基礎》；操作考試；自動判卷

中圖分類號：G642.474 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）10-0143-03

一、引言

在現代教學及辦公活動中，大部分工作都涉及到一些常用軟件，熟悉這些軟件的應用也就成了現代人必需的一項技能，因此，很多高校都會開設《大學計算機基礎》課，該課除了講授計算機的基礎知識、計算思維的概念外，還包括一些常用軟件的介紹。對該課程中軟件操作的考核也成為課程考核的一個重要部分。現在一般都是采用在線考試，而考試系統中對軟件操作題的自動判卷是軟件工程師需要解決的重要問題之一。現存的一些系統在評卷的精準性和可擴展性方面還不能滿足應用的要求，如文獻[1]采用的是“一題一編”的思想，當出題者設置新考點時，需要重新修改后臺的判卷模塊才能完成判卷，可擴展性不強；文獻[2]考慮了文檔每個屬性出現的概率，選擇出現概率較高的屬性作為考點進行匹配。但是，其做法是對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；針對性不強，評判精確性不高；文獻[3]提出將所有可能的考點存于數據庫，出題時從數據庫中選擇相應的考點，組成考點序列，指定考點作用于文章的某一段，但是在實際情況下，學生容易誤操作，如添加段或者刪除某段，系統判卷并無處理這種異常，導致判卷結果出現較大誤差。此外，文獻[4-6]分別對Word、Excel以及PPT自動閱卷進行研究，但其思路也是基于固定考點進行逐一匹配的思想，可擴展性無法滿足實際需求。本文基于VBA與JSFL，采取出題者先確定考點，然后根據考點進行匹配來實現操作題的自動判卷，并生成判卷日志，給出得分，從而提高判卷的精準性和系統的效率。

二、系統總體架構

系統架構如圖1所示，主要包括出題模塊和自動判卷模塊。出題者訪問出題模塊，根據考試大綱，設置考卷考點，并上傳標準答案。判卷模塊分為兩種模式，分別是考試模式和練習模式。在考試模式下，系統將判卷日志以及分數存于數據庫；在練習模式下，系統直接將判卷結果反饋給學生。

三、系統模塊設計

系統分為出題與判卷兩大模塊，本節詳細介紹兩大模塊的設計思路。

1.出題模塊。由于文檔屬性較多，如果按照文檔的所有屬性，逐一去比較學生答卷與標準答案是否一致，會降低判卷的精準性和系統的效率。因此，本文采用由出題者設置題目的考點，系統按照考點去完成學生答卷與標準答案的比對。根據Office與Adobe對應的文檔結構和考點屬性信息的不同，出題界面展現出不同的結構。此外，系統能記住歷史提交的考卷，在出題時，用戶可以選擇歷史考卷，更新其考點信息后，即可生成一份新的考卷，從而減輕了出題的工作量，也提高了服務器磁盤空間的使用率。

2.自動判卷模塊。為了提高系統的可擴展性和判卷的準確性，判卷模塊設計成松散耦合的模塊，如果考點功能擴展，能實現對外接口保持不變，并且設計了容錯處理機制處理學生誤操作導致的級聯影響，同時設計了判卷日志模塊確保審計有據可依。

（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配置信息，傳入參考答案文檔完成模塊初始化操作，初始化完成后依次對傳入的學生答卷判卷。對每個考點可能檢查若干屬性，設計一個map函數把不同屬性的檢查映射給不同函數去處理，比較標準答案文檔的屬性和學生答卷的對應屬性，并返回結果，同時生成該屬性的判題日志，一個考點檢查后計算該考點的得分，依此完成所有考點的檢查，計算學生答卷該題分值并整理判題日志信息。

（2）判卷模塊的結構特點。自動判卷模塊的松散結構能支持將來考點增加等功能擴展時保持對外接口不變。初始化階段解析考點設置信息，傳入參考答案文檔，依次傳入學生答卷計算得分，增加考點時，僅需在map函數中增加一個響應，并添加相應考點的檢查函數即可，系統具有良好的可擴展性。

（3）容錯處理。操作題自動判卷增加容錯處理是必要的，否則考生的誤操作將影響對答卷判斷的精準性。自動判卷模塊針對不同類型文檔設計了不同的容錯機制。

Word文檔以“段”為單位進行判卷，需處理答卷多空段、少段、段內誤回車等問題。容錯處理的思路是：先分別提取學生答卷和標準答案文檔第一段，假如當前處理的學生答卷段內容和標準答案段一致，則直接取標準答案和學生答卷的下一段，假如兩個段不一致，則下次取出處理的段應為學生答卷和標準答案文檔下一個位置完全一致的非空段。另外，Word首字下沉、分欄都會自動生成人工看不出的空段，自動判卷時也要按上面的方法進行處理。

Excel操作題的誤操作主要源于學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、圖表數據源等都使用單元格絕對地址。異常處理思路是分別讀取學生答卷和標準答案文檔開始操作表格的地址，計算它們之間的偏移，并對后面涉及的單元格地址考點采用偏移計算。

PowerPoint操作題容錯處理類似Word操作題，其中不同的圖形、對象等要通過文本內容去識別，需在考點消息格式中附帶參數以識別不同考察對象。

Access容錯機制要處理學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果判斷答卷中的查詢和參考答案是否語義一致，或根據查詢關鍵字組合判斷答卷中的查詢和參考答案查詢結果是否一致來進行容錯處理。

四、系統測試及分析

系統使用華南理工大學2015級本科生某班上機考試的操作題答卷進行測試，該班共有110人，去除不符合要求的各類文檔，本次實際使用110份Word文檔、105份Excel文檔以及91份PPT文檔，每份考卷標準答案滿分100分。

首先對上述文檔進行人工判卷，然后在系統上部署答卷，使用系統對答卷進行評閱。人工判卷與系統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。對于Word與Excel，成績差超過10分的情況也存在，主要是因為Word與Excel相對于PPT結構更加靈活，學生在完成答卷的時候，可能存在誤操作，如使用了其他編輯器（如WPS）編輯文檔，系統無法檢測出某些格式符號。其次，人工判卷的時候，會存在某些主觀操作，如對含小數的成績進行四舍五入等。但總體來看，成績差較大的情況較少。

五、結語

本文設計了一個具有松散耦合結構、兼顧實用性和精準性的自動判卷系統，通過大量測試驗證了系統的有效性，證明該系統可以應用在實際的教學活動中。計算機操作題自動判卷是一個范圍較廣的課題，涉及到不同軟件公司技術體系的研究、不同文檔結構分析、異常容錯處理等。目前，系統只設計完成了Microsoft Office 2010 軟件系列中的Word、Excel、PPT、Access、Adobe Photoshop CS6 以及Flash CS6操作題的自動判卷，沒有考慮Windows、音頻、網頁設計與開發等操作題的自動判卷問題。下一步可以對系統功能進行完善，逐步形成一個可以對所有計算機操作題進行自動判卷的系統。

參考文獻：

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[4]李愛玲,李湘江.基于VBA的WORD文檔自動評閱技術研究[J].科學技術與工程,2008,(17):4859-4863.

[5]李愛玲,宋志剛.基于VBA的Excel文檔自動評閱技術研究[J].科學技術與工程,2011,11(34):8504-8508.

[6]駱紅波,李舟軍,金炳堯,等.PowerPoint文檔對象分析與自動閱卷的實現[J].計算機與現代化,2006,(2):76-78.

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