高家寶，周婭

(1.桂林電子科技大學(xué) 計算機(jī)與信息安全學(xué)院，廣西 桂林 541004；2.河池學(xué)院 現(xiàn)代教育技術(shù)中心，廣西 宜州 546300)

Word操作自動評分系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

高家寶1，2，周婭1

(1.桂林電子科技大學(xué) 計算機(jī)與信息安全學(xué)院，廣西 桂林 541004；2.河池學(xué)院 現(xiàn)代教育技術(shù)中心，廣西 宜州 546300)

隨著信息化的進(jìn)一步發(fā)展，對各類信息課程的考核提出了新的要求，其中計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)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(fù)擔(dān)，開發(fā)一個能夠自動評閱Office類題目的評分系統(tǒng)是必要的。本文主要實現(xiàn)一個Word自動評分系統(tǒng)，Word自動評分系統(tǒng)采用了Client/Server結(jié)構(gòu)，利用C#編程語言對Word文檔的各種對象屬性進(jìn)行分析，給出了自動評分的機(jī)制和主要算法，實現(xiàn)了Word文檔操作題自動評分功能。

Word操作；自動評分；系統(tǒng)設(shè)計；C#

0 引言

隨著計算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械囊粋€重要組成部分。為了讓學(xué)生主動適應(yīng)社會的需要，幾乎全國所有高校的非計算機(jī)專業(yè)開設(shè)了《計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》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(jié)合的形式進(jìn)行。實際操作考試的評卷采用人工方式，評卷教師根據(jù)學(xué)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(dǎo)致閱卷的公平公正性問題[1]。

采用考試系統(tǒng)進(jìn)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(tǒng)支持Office操作類題目的改卷，但是存在不少問題，如準(zhǔn)確率較低，操作繁瑣等。特別是教師編輯題庫時相當(dāng)繁瑣，需要掌握一定的正則表達(dá)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(jìn)行研究，實現(xiàn)Word操作自動評分系統(tǒng)，系統(tǒng)的實現(xiàn)能夠有效減輕教師的閱卷工作量，提高閱卷效率和準(zhǔn)確性，有助于提高課程的教學(xué)質(zhì)量。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

自動評分系統(tǒng)可以采用多種體系架構(gòu)，考試采用集中組織考試的方式，考慮到操作類型題目的數(shù)據(jù)量較大，需要及時傳回考試服務(wù)器，系統(tǒng)采用C/S模式實現(xiàn)Word操作的測試以及評卷，另外提供Web端進(jìn)行成績查詢，考試信息查詢的功能。C/S結(jié)構(gòu)軟件[2](即Client/Server模式)主要分為Client客戶機(jī)和Server服務(wù)器，采用C/S架構(gòu)有很多優(yōu)點，資源利用率高，能充分利用兩端設(shè)備的運行能力，把各種軟件中的復(fù)雜運算以及各種相關(guān)的數(shù)據(jù)根據(jù)需要科學(xué)合理地存儲在Client客戶機(jī)和Server服務(wù)器兩端并協(xié)調(diào)工作，這樣可以很好地避免服務(wù)器負(fù)載過大而影響整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，并可以降低網(wǎng)絡(luò)中通信流量。由于采用C/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)的客戶端連接數(shù)據(jù)有限制，一般該結(jié)構(gòu)是用在客戶端用戶數(shù)量少的小型局域網(wǎng)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(jìn)行閱卷，該方式需要搭建模擬系統(tǒng)模擬Office環(huán)境，實現(xiàn)比較復(fù)雜，已經(jīng)很少使用；二是對考生答題結(jié)果的文檔進(jìn)行分析，然后實現(xiàn)自動閱卷，該途徑有多種實現(xiàn)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(jié)果文檔中的相關(guān)屬性，然后與答案數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)屬性值進(jìn)行對比從而實現(xiàn)自動閱卷。

1.1 系統(tǒng)功能設(shè)計

系統(tǒng)客戶端實現(xiàn)考生的登陸、考試、題目文件的傳輸；Web端主要實現(xiàn)學(xué)生成績和考試信息的查詢；服務(wù)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(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

現(xiàn)在計算機(jī)已經(jīng)基本普及，各高?；蛘邌挝欢寂鋫淞俗銐虻挠嬎銠C(jī)，并且一般都是連接起來組建成局域網(wǎng)，然后再連接到外面的互聯(lián)網(wǎng)。本系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，在這些小型局域網(wǎng)里不需要做其它改動，就可以進(jìn)行部署，具有較好的便利性和實用性。

2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

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(fā)人員對Word軟件及其文檔進(jìn)行訪問和控制，其簡化的模型結(jié)構(gòu)如圖2所示。

Application：代表MicrosoftWord應(yīng)用程序本身

Document：代表一個Word文檔

Selection：代表當(dāng)前選中的區(qū)域(高亮)，沒有選中區(qū)域時代表光標(biāo)點

Bookmarks：書簽

Range：代表一塊區(qū)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(yīng)用程序本身的Application[5]。每個應(yīng)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(nèi)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(shè)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(chǔ)，操作類題目答案不同于單項選擇題；評卷時是根據(jù)文檔被測試點的對象屬性值來進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)文檔的所有屬性都進(jìn)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(xì)分為很多測試點，例如字體設(shè)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(guān)對象屬性一一對應(yīng)。

對不同操作的不同測試點進(jìn)行分類整理可以形成測試點體系，在出卷時候，根據(jù)測試點體系設(shè)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(jìn)行對比，然后將對象的屬性存入數(shù)據(jù)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(xiàn)

本系統(tǒng)的自動閱卷思路是：事先設(shè)置好每個測試點的評分標(biāo)準(zhǔn)；打開考生答題后的文檔和標(biāo)準(zhǔn)文檔，提取有相同測試點的標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)已經(jīng)將答案屬性值生成并寫入到數(shù)據(jù)庫中，所以在閱卷時只需要打開考生作答后的文檔，獲取數(shù)據(jù)庫中該題目的測試點及標(biāo)準(zhǔn)位置，然后根據(jù)測試點及標(biāo)準(zhǔn)位置讀取考生作答后文檔的屬性值，并與數(shù)據(jù)庫答案中的對應(yīng)屬性值進(jìn)行對比，相同則該測試點得分，不同則不得分。自動評分實現(xiàn)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(shù)據(jù)庫的設(shè)計

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計過程好壞決定整個軟件系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯和開發(fā)質(zhì)量，影響軟件系統(tǒng)的性能和安全。只有嚴(yán)格的按照規(guī)范的設(shè)計流程進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的設(shè)計[6]，才能保證數(shù)據(jù)庫的可靠性、可用性、安全性和可維護(hù)性。本研究數(shù)據(jù)庫設(shè)計的E-R圖如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)庫E-R圖

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用SQL Server2012實現(xiàn)，包含的數(shù)據(jù)表較多，如表2中包括學(xué)生的基本信息如學(xué)號、姓名、狀態(tài)、班級等，其主要用于學(xué)生考試時登陸以及對考試狀態(tài)的設(shè)置。

表2 學(xué)生信息表結(jié)構(gòu)

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(biāo)準(zhǔn)位置、分值等。

表3 Word操作題答案信息表結(jié)構(gòu)

3 系統(tǒng)測試

學(xué)生進(jìn)入打開考試端后，首先出現(xiàn)的是登陸界面，如圖6所示?？忌枰斎雽W(xué)號和姓名，若考生信息存在于考場安排數(shù)據(jù)庫中就進(jìn)一步查驗考生狀態(tài)，狀態(tài)正常，就可以登陸；若已經(jīng)考過，則提示已經(jīng)參加考試無法登陸，若因掉線等原因退出考試系統(tǒng)，則需要考場管理員設(shè)置允許二次登陸方可正常登陸。

圖6 系統(tǒng)登陸界面

系統(tǒng)主要功能測試如表4所示。

表4 系統(tǒng)主要功能測試

經(jīng)過測試，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期效果，閱卷速度快，題庫編輯便捷，閱卷準(zhǔn)確率高，穩(wěn)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(dá)到了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。

4 總結(jié)與展望

本文分析了目前計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)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(tǒng)存在的問題進(jìn)行了說明。提出開發(fā)一個針對Office軟件中Word部分操作題開發(fā)一個自動閱卷系統(tǒng)，對Word操作類題目自動評分的相關(guān)原理進(jìn)行說明，給出了系統(tǒng)實現(xiàn)的方法，最終實現(xiàn)系統(tǒng)并進(jìn)行測試，達(dá)到了預(yù)期效果。

本系統(tǒng)是針對Word操作題開發(fā)的自動評分系統(tǒng)，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(tǒng)進(jìn)一步改良，使之對學(xué)校的《計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》課程教學(xué)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(jī)一級Word和Excel操作自動評分的實現(xiàn)[J].設(shè)計與研發(fā)，2014(3)：15-16.

[2]張宇.基于.NET框架數(shù)據(jù)訪問層的優(yōu)化[J].電腦學(xué)習(xí)，2008(2)：74-75.

[3]湯克明.Word自動閱卷系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用，2008，44(35)：69-72.

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

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

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

[責(zé)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(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心工程師，桂林電子科技大學(xué)計算機(jī)與信息安全學(xué)院工程碩士，主要研究方向：計算機(jī)應(yīng)用。

廣西壯族自治區(qū)教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目(2013LX120)。

2016-10-14