《大学计算机基础》操作考试自动判卷的探索与实践

徐红云+郑耀辉+田凯

摘要：《大学计算机基础》操作考试自动判卷已成为一种趋势，但现有的自动判卷方法在评判的精准性和可扩展性方面还存在改进的空间。对此，提出采用出题者先确定考点，然后根据考点进行判卷的思路，基于VBA和JSFL实现了一套实用性较强的操作题自动判卷系统。经测试，该系统具有良好的可扩展性和较高的评判精准性。

关键词：《大学计算机基础》；操作考试；自动判卷

中图分类号：G642.474 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）10-0143-03

一、引言

在现代教学及办公活动中，大部分工作都涉及到一些常用软件，熟悉这些软件的应用也就成了现代人必需的一项技能，因此，很多高校都会开设《大学计算机基础》课，该课除了讲授计算机的基础知识、计算思维的概念外，还包括一些常用软件的介绍。对该课程中软件操作的考核也成为课程考核的一个重要部分。现在一般都是采用在线考试，而考试系统中对软件操作题的自动判卷是软件工程师需要解决的重要问题之一。现存的一些系统在评卷的精准性和可扩展性方面还不能满足应用的要求，如文献[1]采用的是“一题一编”的思想，当出题者设置新考点时，需要重新修改后台的判卷模块才能完成判卷，可扩展性不强；文献[2]考虑了文档每个属性出现的概率，选择出现概率较高的属性作为考点进行匹配。但是，其做法是对每一篇文章都使用其收集的固定文档属性，如字体大小、颜色等；针对性不强，评判精确性不高；文献[3]提出将所有可能的考点存于数据库，出题时从数据库中选择相应的考点，组成考点序列，指定考点作用于文章的某一段，但是在实际情况下，学生容易误操作，如添加段或者删除某段，系统判卷并无处理这种异常，导致判卷结果出现较大误差。此外，文献[4-6]分别对Word、Excel以及PPT自动阅卷进行研究，但其思路也是基于固定考点进行逐一匹配的思想，可扩展性无法满足实际需求。本文基于VBA与JSFL，采取出题者先确定考点，然后根据考点进行匹配来实现操作题的自动判卷，并生成判卷日志，给出得分，从而提高判卷的精准性和系统的效率。

二、系统总体架构

系统架构如图1所示，主要包括出题模块和自动判卷模块。出题者访问出题模块，根据考试大纲，设置考卷考点，并上传标准答案。判卷模块分为两种模式，分别是考试模式和练习模式。在考试模式下，系统将判卷日志以及分数存于数据库；在练习模式下，系统直接将判卷结果反馈给学生。

三、系统模块设计

系统分为出题与判卷两大模块，本节详细介绍两大模块的设计思路。

1.出题模块。由于文档属性较多，如果按照文档的所有属性，逐一去比较学生答卷与标准答案是否一致，会降低判卷的精准性和系统的效率。因此，本文采用由出题者设置题目的考点，系统按照考点去完成学生答卷与标准答案的比对。根据Office与Adobe对应的文檔结构和考点属性信息的不同，出题界面展现出不同的结构。此外，系统能记住历史提交的考卷，在出题时，用户可以选择历史考卷，更新其考点信息后，即可生成一份新的考卷，从而减轻了出题的工作量，也提高了服务器磁盘空间的使用率。

2.自动判卷模块。为了提高系统的可扩展性和判卷的准确性，判卷模块设计成松散耦合的模块，如果考点功能扩展，能实现对外接口保持不变，并且设计了容错处理机制处理学生误操作导致的级联影响，同时设计了判卷日志模块确保审计有据可依。

（1）判卷模块流程。判卷模块流程如图2所示。该模块读取出题模块生成的考点配置信息，传入参考答案文档完成模块初始化操作，初始化完成后依次对传入的学生答卷判卷。对每个考点可能检查若干属性，设计一个map函数把不同属性的检查映射给不同函数去处理，比较标准答案文档的属性和学生答卷的对应属性，并返回结果，同时生成该属性的判题日志，一个考点检查后计算该考点的得分，依此完成所有考点的检查，计算学生答卷该题分值并整理判题日志信息。

（2）判卷模块的结构特点。自动判卷模块的松散结构能支持将来考点增加等功能扩展时保持对外接口不变。初始化阶段解析考点设置信息，传入参考答案文档，依次传入学生答卷计算得分，增加考点时，仅需在map函数中增加一个响应，并添加相应考点的检查函数即可，系统具有良好的可扩展性。

（3）容错处理。操作题自动判卷增加容错处理是必要的，否则考生的误操作将影响对答卷判断的精准性。自动判卷模块针对不同类型文档设计了不同的容错机制。

Word文档以“段”为单位进行判卷，需处理答卷多空段、少段、段内误回车等问题。容错处理的思路是：先分别提取学生答卷和标准答案文档第一段，假如当前处理的学生答卷段内容和标准答案段一致，则直接取标准答案和学生答卷的下一段，假如两个段不一致，则下次取出处理的段应为学生答卷和标准答案文档下一个位置完全一致的非空段。另外，Word首字下沉、分栏都会自动生成人工看不出的空段，自动判卷时也要按上面的方法进行处理。

Excel操作题的误操作主要源于学生开始操作表格的位置不一定和题目要求一致，而程序读出的公式地址、图表数据源等都使用单元格绝对地址。异常处理思路是分别读取学生答卷和标准答案文档开始操作表格的地址，计算它们之间的偏移，并对后面涉及的单元格地址考点采用偏移计算。

PowerPoint操作题容错处理类似Word操作题，其中不同的图形、对象等要通过文本内容去识别，需在考点消息格式中附带参数以识别不同考察对象。

Access容错机制要处理学生答卷中查询语句跟参考答案不完全一致，但查询语句、语义跟参考答案一致的情形，可以通过查询语句返回的结果判断答卷中的查询和参考答案是否语义一致，或根据查询关键字组合判断答卷中的查询和参考答案查询结果是否一致来进行容错处理。

四、系统测试及分析

系统使用华南理工大学2015级本科生某班上机考试的操作题答卷进行测试，该班共有110人，去除不符合要求的各类文档，本次实际使用110份Word文档、105份Excel文档以及91份PPT文档，每份考卷标准答案满分100分。

首先對上述文档进行人工判卷，然后在系统上部署答卷，使用系统对答卷进行评阅。人工判卷与系统判卷成绩差分布如图3所示。从图3可见，超过60%的判卷成绩差分布在-3分—6分。对于Word与Excel，成绩差超过10分的情况也存在，主要是因为Word与Excel相对于PPT结构更加灵活，学生在完成答卷的时候，可能存在误操作，如使用了其他编辑器（如WPS）编辑文档，系统无法检测出某些格式符号。其次，人工判卷的时候，会存在某些主观操作，如对含小数的成绩进行四舍五入等。但总体来看，成绩差较大的情况较少。

五、结语

本文设计了一个具有松散耦合结构、兼顾实用性和精准性的自动判卷系统，通过大量测试验证了系统的有效性，证明该系统可以应用在实际的教学活动中。计算机操作题自动判卷是一个范围较广的课题，涉及到不同软件公司技术体系的研究、不同文档结构分析、异常容错处理等。目前，系统只设计完成了Microsoft Office 2010 软件系列中的Word、Excel、PPT、Access、Adobe Photoshop CS6 以及Flash CS6操作题的自动判卷，没有考虑Windows、音频、网页设计与开发等操作题的自动判卷问题。下一步可以对系统功能进行完善，逐步形成一个可以对所有计算机操作题进行自动判卷的系统。

参考文献：

[1]高升宇.基于VBA技术的Office2003操作题自动阅卷设计与实现[J].渭南师范学院学报:综合版,2011,(12):64-67.

[2]余秋冬,纪宁.Office自动判分系统的设计思想与实现[J].南昌大学学报(理科版),2011,03(35):302-306.

[3]陈永松.Office操作题自动阅卷组件设计[J].实验室研究与探索,2013,32(8):64-67.

[4]李爱玲,李湘江.基于VBA的WORD文档自动评阅技术研究[J].科学技术与工程,2008,(17):4859-4863.

[5]李爱玲,宋志刚.基于VBA的Excel文档自动评阅技术研究[J].科学技术与工程,2011,11(34):8504-8508.

[6]骆红波,李舟军,金炳尧,等.PowerPoint文档对象分析与自动阅卷的实现[J].计算机与现代化,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