基于COM技术的考试专用计算机智能判断系统设计

谭聪

关键词： COM技术; 相似度计算; 智能判断系统; 试卷信息; 客观题; 主观题

中图分类号： TN915.5?34; TP311.52           文献标识码： A                    文章编号： 1004?373X（2018）24?0110?04

Design of examination intelligent computer judgment system based on COM technology

TAN Cong

（Beihua University Teacher′s College， Jilin 132013， China）

Abstract： In allusion to the problems of large deviation of similarity calculation， low judgment accuracy and large time?consumption of the traditional examination intelligent computer judgment system， an examination intelligent computer judgment system based on the COM technology is proposed and designed. According to the overall architecture of the system， the hardware modules of the image acquisition， Web server， COM server and COM library are designed based on the COM technology. The system objects are divided into different component objects to complete the input， start and management of test paper information. In the software part of the system， the judgment of objective questions is completed by comparing students′ answers with standard answers， and the judgment of subjective questions is completed by calculating similarities of key words and sentences， so as to realize the design of the overall system. The experimental results show that the system has small calculation deviations for similarities of subjective questions， high overall judgment accuracy of about 90%， and short judgment time of about 12.4 s， which has a certain value in use.

Keywords： COM technology; similarity calculation; intelligent judgment system; test paper information; objective question; subjective question

計算机网络在高校教育教学中得到了广泛的应用，建立考试专用计算机系统是教学改革的重要发展方向之一，其中，计算机智能判断能力是考试系统的核心，是衡量考试系统研究水平的重要参考指标[1]。计算机智能判断不仅能有效提高阅卷效率，还能减少人为的阅卷失误，并根据阅卷结果总结学生的学习情况，给出针对性的指导建议。因此，对考试专用计算机智能判断系统的研究具有十分重要的意义[2]。

文献[3]基于MVC4的ASP.NET Web技术，设计了计算机考试系统。在系统中，设计计算机硬件存储结构，用以完成试卷数据的存储;在阅卷环节，该系统能快速、实时地完成试题阅卷;系统的可扩展性能良好，但是阅卷结果的准确度较低。文献[4]设计了网上电子阅卷系统，该系统设置为卷扫描、网上阅卷、统计分析等模块。卷扫描模块主要用来将试卷信息输入系统;网上阅卷模块主要根据教师分配的任务完成试题的判断，给出学生考试分数;统计分析模块主要对考试得出的成绩进行难易程度、准确率的统计分析，最终实现整个系统的设计。但对于主观题的相似度计算偏差较大。文献[5]分析了当前方法中存在的评判效果差、不能降低教师阅卷负担的问题，对用于中文文本查重的双因子相似度计算，实现了两文本语义相似度的计算，将计算结果运用到考试系统中，但运算程序繁杂，耗时较多。

针对当前方法存在的问题，设计基于COM技术的考试专用计算机智能判断系统。

1  基于COM技术的考试专用计算机智能判断系统

COM，即“组件对象模型”，是微软公司针对平台开发的构件技术，是一种以组件为发布单元的对象模型。这种模型使各软件组件可以用统一的方式进行交互[6]。利用COM技术将考试试卷嵌入系统，系统自动分析组件中的各个对象，将其与每个知识点的正确答案进行对比，从而可得出各对象的判断结果。利用COM技术完成考试专用计算机智能判断系统的设计具备独特的优势，可实现语言的随意化和进程透明性，COM技术不依赖于任意特定语言，各对象可以同时在一个进程中运行，也可以在不同进程中运行[7]。具体的智能判断系统架构如图1所示。

1.1  系统硬件设计

根据图2可知，系统的硬件结构主要由图像采集模块、Web服务器、COM服务器、COM库等构成。

1） 图像采集模块。图像采集主要分为图像扫描、图像分析和图像信息输入三个过程。首先采用高速扫描仪对学生的答题信息以及考生条形码等进行扫描，将获取信息输入系统;其次，在图像分析过程中，区分得出客观题和主观题类型，将客观题图像信息发送到客观题判断工作站，对主观题先进行图像转换、识别等处理，再输入主观题判断工作站;最后，通过数据搜索引擎，将图像信息输入Web服务器，进行统一存储[8]。

2） Web服务器。Web服务器是连接试卷图像信息和COM服务器的纽带，可用来接收考生试卷信息以及标准答案信息，并将这些信息传输给COM服务器，同时，Web服务器也可以接收COM服务器的回传信息和处理结果。

3） COM服务器和COM库。通过COM对象指针接口可将学生试卷答案和标准答案进行连接，进而完成两者间的交互，使两者能够在同一进程中运行，也可以在同一计算机的不同进程中运行，甚至可以满足不在同一計算机中的要求。COM服务器可将系统判断对象分为多个COM组件对象，所有组件对象都必须与COM库相互连接[9]。COM库中包含COM组件对象运行所需的基本方法，COM库可对系统中的学生试卷图像信息、考生信息等进行定义、更新等处理，启动系统并完成对数据的管理，维护数据的安全性和完整性。

1.2  系统软件设计

对考试试卷进行判断的过程中，主要判断对象可分为客观题和主观题两种。在本文系统的软件设计部分，主要对客观题判断和主观题判断进行分析。

1.2.1  客观题判断

对于选择题、填空题和判断题等客观题，其判断方式简单。运用系统硬件中的图像识别模块对考生的客观题答卷信息进行识别，将识别结果输入试题库中。在系统的试题库中已对标准答案进行了标注，只需要对比考生答案和标准答案，便可以得出判断结果。如果两者相一致，则考生答案正确;反之，考生答案错误。按照上述方法，给出客观题的具体判断流程，如图3所示。在图3的试卷图像识别过程中，采用动态、均衡的方法对试卷信息进行确定，若识别结果不清晰，则可以多次读取识别信息，找出怀疑点，利用图像处理技术对怀疑点进行辅助判断，最终得出准确的识别结果，这一过程可有效保证考试判断结果与学生实际考试成绩的一致性。

1.2.2  主观题判断

主观题的答案具有不唯一性，即有一定的模糊性，考试系统中的主观题的智能判断是一个非常复杂又重要的环节，涉及到词法、语义、语法等自然语言的问题，还包括人工智能、模式识别等高级知识[10]。影响主观题判断的因素主要是关键词、句子与标准答案的相似度，判断时分析学生的答案和标准答案的相似度，相似度越高则表示学生答案越准确。此外，还需查看语句是否通顺、是否有条理性等，综合地给出一个适当的判断结果。具体的主观题判断流程如图4所示。

2  实  验

2.1  实验环境及参数

系统设计环境及参数如表1所示。

2.2  实验结果分析

考试专用计算机智能判断系统的性能好坏，可以通过对主观题相似度的计算偏差来体现，将本文系统与文献[3]和文献[4]系统对比，结果如表2所示。

根据表2可知，本文系统在计算主观题与标准答案的相似度时，计算偏差可控制在较低的水平，偏差不超过0.09，文献[3]和文献[4]系统的计算偏差最高可以达到0.20，相差较大。分别将本文系统与文献[3]和文献[4]系统判断结果的精准性进行对比分析，具体对比情况见图5。

由图5可知：三种系统的运行稳定性都较好，但本文系统的判断准确度最低为80%左右，平均判断准确度可达90%左右;而文献[3]系统的最高判断准确度仅为40%，其平均判断准确度在30%左右;文献[4]系统的最高判断准确度仅为50%，其平均判断准确度在42%左右。对比结果表明，本文系统具有较高的试卷判断准确度，平均水平高于文献[3]系统60%，高于文献[4]系统48%，表明本文系统具有较好的性能。在庞大的学生数量以及巨量的试卷环境下，考试专用计算机智能判断系统的判断时间的长短尤为重要，也可减缓学生的心理负担，尽早地督促学生改进自身不足，因此，对本文系统与文献[3]和文献[4]系统的判断时间进行对比，对比分析结果如表3所示。

根据表3可知：本文系统的试卷判断时间平均值在12.4 s左右;文献[3]系统的试卷判断时间平均值在37.5 s左右;文献[4]系统的试卷判断时间平均值在45.4 s左右。通过对比可以看出，本文系统的用时最短，可快速完成学生考试试卷的判断。

3  结  论

计算机技术广泛应用于教育领域，考试专用计算机智能判断系统具有很强的实用价值。针对当前判断系统存在判断准确度低、耗时长的问题，提出并设计一种基于COM技术的考试专用计算机智能判断系统。实验结果表明，该系统在对主观题判断中，相似度计算偏差小，系统判断的准确度高，判断时间仅需12.4 s左右，远低于传统方法，表明了本文系统的优势。

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