专家系统在Word自动阅卷中的研究与实现

□封俊红，张 捷，朱晓姝

（玉林师范学院计算机科学与工程学院；广西高校复杂系统优化与大数据处理重点实验室，广西 玉林 537000）

专家系统在Word自动阅卷中的研究与实现

□封俊红，张 捷*，朱晓姝*

（玉林师范学院计算机科学与工程学院；广西高校复杂系统优化与大数据处理重点实验室，广西 玉林 537000）

针对计算机文化基础中中文字处理Word自动评分问题，分析了常考题型及评分标准，根据不同类型题目的自动阅卷问题提出不同的评分方法和具体实现方法, 特别是对字体格式、段落格式、页面设置、表格处理等多个模块的自动评分做了详尽的分析和研究，给出了自动评分的评分思路和实现方法.多次教学真实测试证明，此评分方法评分十分准确，评分的效率也特别高，有很高的实用价值.

专家系统；Word；自动阅卷；知识库；实现方法

1 引言

在各种与计算机应用基础有关的考试中，Word文字处理为必考题，分值在20-30分不等，而且目前基本上都采用上机考试的形式.如何应用专家系统知识对Word题进行自动评分，使其适合各种练习及考试是问题的关键所在.

Word文字处理主要包括：字体的格式化、段落格式化、分栏、首字下沉、Word文档中的图文混排以及表格的处理，包括插入表格、表格中插入公式等操作；另一项重要的知识点就是将更改的内容以其他文件名保存，也就是文件另存为其他文件名.针对这些常考题型，应用专家系统知识，采用不同的自动评分解决方案，使得每种题型的评分实现方式最方便、最快捷，评分时间最短、效率最高.我们对此进行了深入研究，并运用到开发的考试系统中，效果良好.下面以Visual Basic语言实现为例，对各种不同题目进行自动评分.

2 专家系统及其评阅结构介绍

专家系统的基本组成有：人机界面、知识库，推理机、解释程序、维护程序、综合数据库等.结合专家系统，给出自动阅卷的专家系统结构图，如图1所示[1-3].

这里的word评分知识库比较复杂，但是并不混乱，知识库中的知识，根据阅卷的各项要求及功能，实行模块化管理（对于Word应用能力测试中所涉及到的一些基本知识，题库、答案等设计成模块形式，如：试题库模块、答案库模块、当前题分析模块、分数统计模块、试卷分析模块及试题评价模块等），这也是专家系统不同于一般程序的功能所在；不同的题型知识库中的模块会有所不同，也就是应题而异；知识库中集中了专家的精华与智慧，几乎包罗了Word的所有知识，这是此专家系统的一个核心组成部分.此专家系统知识主要来源于书本知识、一些教师的教学经验、专家的知识和经验，还有知识获取程序里边的有用知识，所有这些知识组建成一个庞大的知识库.

图1 Word题评分系统结构图

3 Word题评阅专家系统

Word题目的评阅界面使用可视化图形界面的VB设计，Word题目的评阅界面由3部分组成，上部分显示题库中Word文档在题库中的题号及文档名；中间部分显示文档内容及具体的题目要求；下半部分显示题型的具体设置.

各类知识库的构建

在Word操作题的考查中，题型如图1所示，题型较多.专家系统在Word各类题型的评分中的应用主要是对考生的操作结果进行正确及错误的推理判断.这部分的关键还是知识库的构建.

3.1 Word文档打开知识库的构建[4-10]

在这个知识库的构建中设计了四种打开方式：

（1）点击交卷后系统直接进入阅卷系统

（2）评阅人打开考生文件夹

（3）手动从“我的电脑”打开考生文件夹

（4）手动从“资源管理器”打开考生文件夹

前两种适用于多人参加测试的时候，后两种适用于只有几个人（一般不超过10人）的测试.系统可根据测试人数自动选择打开方式.

3.2 字体设置知识库的构建

在文字设置子模块里有几乎Word所能用到的所有文字的设置.知识库中包括所有的字体、字号、倾斜、加粗、加下划线、下划线的颜色、着重号的有无及文字效果的设置；还有要不要加边框，边框的线形、边框颜色的设置；要不要加底纹，底纹的格式设置等.从图2也能知道，凡在本节所涉及到的，在知识库中都有详细的说明.

图2 字体设置知识库

3.3 页面设置知识库的构建

对于Word页面设置知识库的构建以上题（2）为例加以说明，应当包括页面设置的所有内容，如纸张大小、页边距、页眉、页脚及页码等的设置.

3.4 表格设置知识库的构建

虽然Word表格处理功能没有Excel表格处理的功能强大，但是它也是每位应试者必须掌握的内容.根据题目评阅知识库中应有表格处理知识，此知识库中包含了表格大小的设置、行高、列宽、边框和底纹的设置等.

3.5 图文混排知识库的构建.

Word中图形的处理包括插入剪切画、插入文件中的图片，绘制自由图形及插入艺术字，以及对这些图形及艺术字的处理，知识库中包含了关于这些题目的常考知识点.对Word考查的所有知识在知识库中的表示均采用基于规则的表示方法.

4 具体的评阅实现方法

题目评阅的实质是系统将考生的做题的结果与题目本身的答案的属性进行对照，如果属性相同则考生答题正确，并得到相应的分值；如果属性不符，系统就认为答案错误，就不会得到该题的分值.

下边举例说明各类题型的具体评阅.

⑴ 检查某一段落字体的评阅：

利用函数来完成段落字体的评阅，函数名为FontCheck，具体实现如下：

判断Word文档的rngPara范围的字体名称是否是题目要求的Font，如果是得到该题的得分Score，否则得分为0.

⑵ 段落底纹填充色的评阅

判断所有段或者某个段落的底纹颜色，根据所有段和某个段落的不同，判断不同的属性，设置自定义函数ShadingCheck，实现代码如下：

所有段落通过访问rngPara范围的集合ParagraphFormat.Shading的属性BackgroundPatternColor，判断是否是题目要求的SdCorlor，如果是得到该题的得分Score，否则得分为0.如果是判断某个段落，则访问rngPara范围的集合Font.Shading的属性BackgroundPatternColor.

⑷Word表格边框的评阅.

检测一个表格的左边框的样式、宽度和颜色时，可以先编写自定义函数TblFrameCheck，实现代码如下：

判断表格的左边框的样式、宽度和颜色同时满足题目要求时，得到该题的得分Score，否则得分为0.

在Word题目的批阅中，知识库的构建相对比较复杂，每一道题目都要建立相对应的知识库.先找相应的文档然后根据题目要求打开答案知识库进行批阅，如果正确就会得到相应的分值，错误的就得不到相应分值.在这些题目的评阅中分值不是前边错了，后边一分也得不到，而是按步骤给出的，某一步对了，就得到该步的分值，这也是比较合理的.推理机的推理使用的是冲突消解的混合推理机制.

5 结论

自动阅卷是考试系统的关键，Word的自动阅卷是考试系统中的难点之一.本文应用专家系统知识对Word操作题分门别类的进行深入的研究探讨，提出不同问题的评分方式和具体实现方法.此系统运行稳定，评分准确、快速.可用于日常练习，也可用于考试；即可做针对性的专项练习，比如Word部分、Excel部分、PowerPoint部分或基础部分的专项练习，也可做综合性的练习或考试.只要用此系统前对所使用的题目和答案的相应模块进行详细的设置，在使用结束后，单击交卷及评分，不到2分钟，每个学生就能看到自己的总分，若想查看明细，也可查看明细.若用于考试，也可实现不让学生看到自己的成绩，考试结束后，应用本系统，不到20分钟就可评阅100多份试卷，根据需要，不仅能得到每项明细也可得到总分，并对一些难点问题给出专家层次的解析，分数还可导出为Excel表格.实践证明，本文提出的Word操作题自动评分方法评分十分准确，可以达到100%的正确率，评分的效率特别高. ■

[1]Jie Zhang, Junhong Feng. Research On Expert System of Automatic Scoring for Computer Basic Course Examination. International Conference on Advances in Computer Science, Environment, Ecoinformatics, and Education (CSEE 2011), Wuhan, China [C], 2011, 154-159. Springer Verlag.

[2]封俊红，张捷.专家系统在Windows操作题中的应用[J].电脑知识与技术，2009，5(15)：4034-4035.

[3]封俊红. 基于专家系统的矿山办公自动化应用能力测试系统研究[D]. 西安建筑科技大学,2008.

[4]王亚利, 李井竹. Word操作题自动阅卷技术的研究与实现[J]. 宁波职业技术学院学报, 2009(02): 84-87.

[5]李艳辉，李军.Word操作题自动判卷系统的设计与实现[J].计算机工程与设计, 2009(12): 3026-3029+3034.

[6]王读祥. Word操作题自动判卷关键性技术实现[J]. 计算机与现代化, 2011(10): 153-155.

[7]姚利国, 姚晖. 计算机基础考试中Office操作题自动阅卷的实现[J]. 四川教育学院学报, 2003(12): 85-86.

[8]周建良. Word操作题自动阅卷功能的实现[J]. 宁波职业技术学院学报, 2007(02): 83-85.

[9]付海涛. Word操作题自动阅卷方案[J]. 软件导刊, 2011(12)：54-55.

[10]陈永松. Office操作题自动阅卷组件设计[J]. 实验室研究与探索，2013(08)：64-67.

【责任编辑 谢明俊】

Research and Implementation of Expert System in Automatic Scoring of Word

FENG Jun-hong, ZHANG Jie, ZHU Xiao-shu
(School of Computer Science and Engineering, Yulin Normal University, Yulin, Guangxi 537000)

Aiming at the automatic scoring problem in Word Processing, we analyze the often testing question types and scoring criterion. Different scoring methods and concrete implement methods are presented according to automatically scoring for different types questions. Especially, several modules such as font formatting, paragraph formatting, page setup, table processing, etc., are analyzed and researched in detail. The scoring thoughts and implement methods for automatic scoring are provided. Teaching real tests for many times demonstrates that the proposed scoring methods are very accurate and high-efficient, and have very high practical utility.

expert system; Word; automatic scoring, knowledge base; implement method

TP311.11

A

1004-4671（2015）05-0142-05

2015-09-16

玉林师范学院重点项目(2014YJZD05)，广西高校科学技术研究项目重点项目（KY2015ZD099），广西自然科学基金(2013GXNSFAA019337)，广西教育厅重点项目（2013ZD055），玉林师范学院博士科研启动基金(G2014005) ，广西高校复杂系统优化与大数据处理重点实验室开放基金 (2015CSOBDP0301 )。

封俊红（1975～），女，玉林师范学院计算机科学与工程学院讲师，硕士，研究方向：数据挖掘、大数据处理；E-mail: jgxyfjh@ 126.com。*

张捷（1974～），男，博士，研究方向：智能计算及其应用、数据挖掘、大数据处理；朱晓姝（1973～），女，硕士，教授，研究方向：数据挖掘、云存储、分布式网络计算。