Word操作自動評分系統的設計與實現

高家寶，周婭

(1.桂林電子科技大學 計算機與信息安全學院，廣西 桂林 541004；2.河池學院 現代教育技術中心，廣西 宜州 546300)

Word操作自動評分系統的設計與實現

高家寶1，2，周婭1

(1.桂林電子科技大學 計算機與信息安全學院，廣西 桂林 541004；2.河池學院 現代教育技術中心，廣西 宜州 546300)

隨著信息化的進一步發展，對各類信息課程的考核提出了新的要求，其中計算機應用基礎課程中的Office軟件的操作類題目的考核是一個重點。這類考核采用人工評卷需要消耗大量的精力，為了減輕教師的閱卷和出題負擔，開發一個能夠自動評閱Office類題目的評分系統是必要的。本文主要實現一個Word自動評分系統，Word自動評分系統采用了Client/Server結構，利用C#編程語言對Word文檔的各種對象屬性進行分析，給出了自動評分的機制和主要算法，實現了Word文檔操作題自動評分功能。

Word操作；自動評分；系統設計；C#

0 引言

隨著計算機技術迅猛發展，計算機技術已經成為人們日常生活中的一個重要組成部分。為了讓學生主動適應社會的需要，幾乎全國所有高校的非計算機專業開設了《計算機應用基礎》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際操作考試相結合的形式進行。實際操作考試的評卷采用人工方式，評卷教師根據學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，得到一個大題的分值，再把大題分值合起來才得到考生的卷面成績。這種閱卷方式不僅耗費大量的人力、物力資源，而且評卷教師有一定的主觀隨意性，有時會導致閱卷的公平公正性問題[1]。

采用考試系統進行考核是一個解決問題的方法。目前，有少量的商用考試系統支持Office操作類題目的改卷，但是存在不少問題，如準確率較低，操作繁瑣等。特別是教師編輯題庫時相當繁瑣，需要掌握一定的正則表達式才能完成題庫的編輯。

本文針對Word操作部分的自動閱卷進行研究，實現Word操作自動評分系統，系統的實現能夠有效減輕教師的閱卷工作量，提高閱卷效率和準確性，有助于提高課程的教學質量。

1 系統總體設計

自動評分系統可以采用多種體系架構，考試采用集中組織考試的方式，考慮到操作類型題目的數據量較大，需要及時傳回考試服務器，系統采用C/S模式實現Word操作的測試以及評卷，另外提供Web端進行成績查詢，考試信息查詢的功能。C/S結構軟件[2](即Client/Server模式)主要分為Client客戶機和Server服務器，采用C/S架構有很多優點，資源利用率高，能充分利用兩端設備的運行能力，把各種軟件中的復雜運算以及各種相關的數據根據需要科學合理地存儲在Client客戶機和Server服務器兩端并協調工作，這樣可以很好地避免服務器負載過大而影響整個系統運轉，并可以降低網絡中通信流量。由于采用C/S結構的系統的客戶端連接數據有限制，一般該結構是用在客戶端用戶數量少的小型局域網中使用。

Word操作類題目的自動閱卷有兩種途徑[3]：一是記錄考生答題步驟并分析然后進行閱卷，該方式需要搭建模擬系統模擬Office環境，實現比較復雜，已經很少使用；二是對考生答題結果的文檔進行分析，然后實現自動閱卷，該途徑有多種實現方法。

本文通過Word對象模型提供的方法和屬性來提取考生操作結果文檔中的相關屬性，然后與答案數據庫中的相關屬性值進行對比從而實現自動閱卷。

1.1 系統功能設計

系統客戶端實現考生的登陸、考試、題目文件的傳輸；Web端主要實現學生成績和考試信息的查詢；服務器端主要是題庫管理、用戶管理、考試管理、自動評分等功能，如圖1所示。

1.2 網絡拓撲結構

現在計算機已經基本普及，各高校或者單位都配備了足夠的計算機，并且一般都是連接起來組建成局域網，然后再連接到外面的互聯網。本系統采用C/S架構，在這些小型局域網里不需要做其它改動，就可以進行部署，具有較好的便利性和實用性。

2 系統設計與實現

2.1 Word對象模型

Word對象模型[4]是微軟提供的一組針對Word的編程接口，方便開發人員對Word軟件及其文檔進行訪問和控制，其簡化的模型結構如圖2所示。

Application：代表MicrosoftWord應用程序本身

Document：代表一個Word文檔

Selection：代表當前選中的區域(高亮)，沒有選中區域時代表光標點

Bookmarks：書簽

Range：代表一塊區域，與Selection類似，不過一般不可見

在Word對象模型中，它把Microsoft office文檔看成是由許多個對象組成的集合，并且這些對象是分層次的。其中最高級別的對象是代表Word應用程序本身的Application[5]。每個應用程序的Application對象中又包含了一些子對象，例如Word中的Document對象，這些對象通常還會有下一級的子對象，如字體、字號等。Microsoft office文檔中的每一個對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文檔的內容和格式。例如：如果Word文檔中Selection.Font.Size的值為“四號”，就表示該文檔中被選定的文本塊的字號是“四號”。表1列出了Word中最常用的字體、段落格式設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閱卷的基礎，操作類題目答案不同于單項選擇題；評卷時是根據文檔被測試點的對象屬性值來進行判斷的，由于文檔中所涉及的對象以及屬性極多，若將原始文檔和標準文檔的所有屬性都進行對比，工作量將會很大。

Word操作所涉及的范圍很廣,可以分為對文字、段落、表格、圖片及頁面等操作，每種操作又可以細分為很多測試點，例如字體設置可以包含字體顏色、字體字形字號、字體效果等。這些測試點基本可以和Word對象模型中的相關對象屬性一一對應。

對不同操作的不同測試點進行分類整理可以形成測試點體系，在出卷時候，根據測試點體系設置需要操作的具體測試點以及位置，在生成答案時，只針對測試點的屬性進行對比，然后將對象的屬性存入數據庫中作為答案。

答案自動生成的流程如圖3所示。

2.3 自動評分實現

本系統的自動閱卷思路是：事先設置好每個測試點的評分標準；打開考生答題后的文檔和標準文檔，提取有相同測試點的標準屬性值與考生答題后的文檔的屬性值對比，相同則考生該測試點得分，不同則不得分。

由于在前期工作中，系統已經將答案屬性值生成并寫入到數據庫中，所以在閱卷時只需要打開考生作答后的文檔，獲取數據庫中該題目的測試點及標準位置，然后根據測試點及標準位置讀取考生作答后文檔的屬性值，并與數據庫答案中的對應屬性值進行對比，相同則該測試點得分，不同則不得分。自動評分實現流程圖如圖4所示。

圖3 Word操作題答案生成流程

圖4 Word自動評分流程

2.4 數據庫的設計

系統數據庫的設計過程好壞決定整個軟件系統的業務邏輯和開發質量，影響軟件系統的性能和安全。只有嚴格的按照規范的設計流程進行數據庫的設計[6]，才能保證數據庫的可靠性、可用性、安全性和可維護性。本研究數據庫設計的E-R圖如圖5所示。

圖5 數據庫E-R圖

系統數據庫采用SQL Server2012實現，包含的數據表較多，如表2中包括學生的基本信息如學號、姓名、狀態、班級等，其主要用于學生考試時登陸以及對考試狀態的設置。

表2 學生信息表結構

表3主要存放用于自動評卷的答案信息(具體測試點的屬性信息)，主要包括試題編號、具體編號要求、對象名、屬性、屬性值、標準位置、分值等。

表3 Word操作題答案信息表結構

3 系統測試

學生進入打開考試端后，首先出現的是登陸界面，如圖6所示。考生需要輸入學號和姓名，若考生信息存在于考場安排數據庫中就進一步查驗考生狀態，狀態正常，就可以登陸；若已經考過，則提示已經參加考試無法登陸，若因掉線等原因退出考試系統，則需要考場管理員設置允許二次登陸方可正常登陸。

圖6 系統登陸界面

系統主要功能測試如表4所示。

表4 系統主要功能測試

經過測試，系統達到了預期效果，閱卷速度快，題庫編輯便捷，閱卷準確率高，穩定性好，解決了期末考試教師批改Word操作題的費時費力的難題，達到了預期的設計目標。

4 總結與展望

本文分析了目前計算機應用基礎課程考試操作類題目考核存在的問題，對目前的商用考試系統存在的問題進行了說明。提出開發一個針對Office軟件中Word部分操作題開發一個自動閱卷系統，對Word操作類題目自動評分的相關原理進行說明，給出了系統實現的方法，最終實現系統并進行測試，達到了預期效果。

本系統是針對Word操作題開發的自動評分系統，對于別的模塊(如Excel、PowerPoint等)操作題支持還不是很好。在以后的研究過程中，要對自動評分系統進一步改良，使之對學校的《計算機應用基礎》課程教學改革和課程考核模式改革起到推動的作用。

[1]喬洪亮.探究計算機一級Word和Excel操作自動評分的實現[J].設計與研發，2014(3)：15-16.

[2]張宇.基于.NET框架數據訪問層的優化[J].電腦學習，2008(2)：74-75.

[3]湯克明.Word自動閱卷系統的設計與實現[J].計算機工程與應用，2008，44(35)：69-72.

[4]李艷輝，李軍.Word操作題自動判卷系統的設計與實現[J].計算機工程與設計，2009，30(12)：3026-3029.

[5]宗德才.操作題自動評分系統的設計與實現[J].計算機工程與設計，2010，31(5)：1156-1160.

[6]史娟.考試系統中操作題自動評分的設計與實現[J].現代電子技術，2012，35(14)：33-36.

[責任編輯 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，河池學院現代教育技術中心工程師，桂林電子科技大學計算機與信息安全學院工程碩士，主要研究方向：計算機應用。

廣西壯族自治區教育廳科學技術研究項目(2013LX120)。

2016-10-14