试题自动阅卷系统开发

摘要

　　VB 程序设计试题自动阅卷系统的设计与实现在我国的现代教学范畴中，多媒体、网络和计算机技术得到了广泛的使用，使过去的教学模式、手段和要求都产生了很多的变化。传统的考试过程必须要有考前试卷的筹备，考中的监督及考后的批改和针对性的讲解的过程，这个效率是很低的，并且对时间的浪费是具大的。特别是大型考试，更是给老师的批改增加了很大的压力，所以不能满足当代教育考试的需求。目前，尽快的实现由过去的纸质介质方式逐渐的朝着电子文档以及网络方式的过渡是很多人都关心的问题，而计算机是实现这一目的重要的信息载体。随着科技的飞速发展和社会进步，传统考试形式中的一支笔、每人一份纸质试卷完全不能够适应将来社会进步的需要，所以计算机阅卷考试方式逐渐要将之取代。因此，要解决以上问题，我们需要一个自动化阅卷系统，使教师的批卷评分得到方便。本项目主要进行了用 VisualBasic 程序设计语言编写的用于对编程设计题进行考核的工作。

　　本文涉及的主要工作如下：

　　（1）论述开发技术。让我们更加懂得Windows消息机制，包括Windows消息、Windows事件驱动机制、Windows 消息循环和队列消息及非队列消息，并且还介绍了 Windows API函数的组成和调用方法，并且阐述了这个系统对应的有关技术。

　　（2）系统需求分析。对 VB 程序设计试题自动阅卷系统的设计与实现进行系统需求分析，包括用例分析、系统功能分析和业务流程分析等。

　　（3）分析了系统总体设计。本系统对程序题的自动评阅采用了动态评阅和静态评阅相结合的方法。动态评阅即运行考生的程序,向应用程序发送模拟消息,使程序按照既定的策略自动运行,通过比较运行结果给出分数。静态评阅是通过分析考试学生的窗体模块文件.frm 文件，由此得出本窗体内部用到的事件情况并且放到事件信息结构数组里面，并用正确答案与在考试学生程序中采集到的控件详细信息和事件详细信息实行比较得出分数。如果动态评阅的运行结果分数为零时,采用静态评阅的方法也能给出相应的分数,保证了评分的合理性。还对系统数据库的结构进行了设计。

　　（4）系统的实现和测试。对评阅执行系统进行了设计，并且对答案评分系统进行了设计与实现，然后对系统的整体功能进行了实现，最后对系统进行了测试。

　　关键词：计算机阅卷，自动化阅卷，阅卷管理，动态评阅，静态评阅

Abstract

　　In the modern teaching category of our country multimedia, network and computer technology has been widely used, the past teaching mode, means and requirements have produced a lot of change. In the traditional examination the teacher must prepare the traditional exam papers, examination arrangements , marking papers, commenting on papers, this is an inefficient process, and will take a very long time . If it is a large-scale examination, marking papers increased the pressure of the teacher , so it can not meet the needs of modern exam. Currently, a lot of people are concerned about the implementation from paper media to the electronic documents as well as the network mode ,the computer is an important information carrier to realize this aim. With the rapid development of science and technology and the social progress, the traditional exam forms of a pen, a copy of each exam paper will not be able to completely meet the needs of social progress in the future, it will be replaced by the computer marking the examination form gradually. Therefore, we need an automated marking system to solve these problems , it will bring convenience to teachers' marking .This paper mainly has carried on the inspection work written in Visual Basic programming language designed for programming design problem.

　　The main work involved in the paper is as follows:

　　(1) Discuss the development of technology. Describes the use of the system-related technologies, in-depth understanding of the use of the Windows message mechanism, Including Windows, Windows news event driven mechanism, the Windows message loop and queue messages and the non- queue messages. And it also introduces the form and a method called Windows API function, and expounds the related technology of the system.

　　(2) Requirement Analysis of System. The system requirements analysis of the design and implementation based on the VB program design automatic marking system.

　　(3) Analyze of the overall system design. This system adopts the method combining the and the static and dynamic review . Dynamic review that run the examinee program sent the application to the simulation of messages, make the program run automatically according to the established strategy , compare the results and give the score. Static review is based on the analysis of test students form module file- frm file ,according to this file conclude internal use situations and put it into events information structure, by comparing the correct answers and controls details and event details collected in the programs of the exam students conclude the scores. If the running result of the score of the dynamic review is zero, adopt the method of static review ,it also gives the corresponding scores, ensure the rationality of the score.Design the structure of the system database.

　　(4) Implementation and testing of the system .Design the marking execution system and design and implement the answer marking system, implement the function of the system .Finally, the system was tested.

　　Keywords:computer marking, automated marking, marking management, dynamic review, static review

　　学习知识和试卷测试总是有很紧密的联系，试卷测试的网络无纸化形式出现的时候，学习知识的方法也将更加向远程电子化发展。无纸化试卷测试体系通过选用计算机作为代替我们人亲自手写题目，进场前对学生信息的核对，考中的巡逻，考后的试卷整理、批改、给分数，和针对性的讲解试卷等过程，这样试卷测试就更为严厉、可信度更高，试卷测试的成本费用也就随之减少，从而提高试卷测试的效率。在已经过去的多年中，从刚开始的依靠幻灯机来投影到目前的多样化多方面的辅助教学，经由不同阶段的进步与完善，计算机已经辅助了越来越多的老师完成他们的教学任务，也就大大减轻了老师的教学任务。在信息技术的不断进步和交互设计概念教学时，老师要想得到相当程度上的解脱，得到教学工作上的支持，减轻相对压力，必须结合新技术来支撑老师教授知识时的设计计划、剖析和评估，这也是当下的一个重要趋势。

　　计算机自动批改试卷将会形成未来一种必然的方向。当教学工作方式的不断进步及计算机教学方式应用的更加广泛，计算机考试方式的种类也更加繁多，老师在批改试卷上花费的时间和精力也越来越多。除此之外，计算机自动批改试卷更是使其速度更快，准确度更高，有效制止了以前考试各个过程会出现的纰漏的发生，确保批改试卷时的公平性。当前像选择和判断这些客观题的自动批阅技术相对于以前已经发展得较成熟，可是这个技术在批改主观题方面来看依然不能得到很好的发展，主要是科学技术还没有相对成熟，可能是阻碍其发展的重要缘由。所以，在当前技术发展水平的局限下把对主观题的自动批改难题彻底处理好是不太可能的。但是相对于日常的自然语言来说，程序设计语言更加严谨，具有格式性和局限性，所以，可以从批改试卷时把编程题目当作主观题来看待及突破。

　　随着最近几年的软件培训组织的快速发展，其对编程题的考察测试也是越来越多，更何况编程题也是计算机程序设计语言测试时候经常碰到的题，而当前还不能很好的处理对编程题的批改。假如只是根据考生写的程序的运算结果来计算他的成绩，这个方式即使轻松易完成，却非常不科学。显而易见，这样做并没有完整的看考生写的源代码，并且这样恰巧也和我们所说的老师亲自批改试卷相差甚远。

　　人们认识到，只有完整的测试考生的源代码，才能是卓有成效的办法。于是，怎样分析考生的源代码继而知道他答案的准确度，成了要解决这个问题的关键部分。现在不少研究此问题的学者给了很多意见和想法，虽然这些能处理部分问题，但在实用性上达到要求的系统却很少见。

　　评价一个学生学习优秀与否的最重要的条件就是试卷测验，那么利用计算机提高试卷测验的效率及其质量成为检查老师教学成绩好坏的很重要的方式。过去几年，因为各处学校一直扩大招生，老师在教学上的任务也随之越来越多，假如能够减轻老师批改学生课后作业的量，用这些来让老师们能够有更加多的时间和精力来使他们的教学质量和效率比以前的更高是十分需要重视的。计算机自动测试体系能够把考生测试的分数和有关的统计资料及时的发送给学校高层。

　　以前老师要留作业得经过宣布作业、选课代表收作业和改作业这一系列的过程，并且当今社会的学生也越来越多，教师在改作业上消耗的时间和精力也越来越多，使得越来越多教师身上的包袱越来越沉重。这样就大大影响了教师在教学工作上的质量和效率，测试体系则能够大幅度的减少教师的教学压力。

　　测试体系能够让不同学校不同专业进行及时的测试和给出成绩，并且也保障了批改试卷的分级标准和评分的规范。如今的测试体系不仅使学生的测试分析结果更加全面、正确和快速，也让学校的教学管理决策更加有科学性的根据。

　　很多其他国家早期在对自动批改试卷的主观题的问题上进行了深入摸索，也取得了相应的成果，比如美国的作文评分软件 Project Essay Grade(PEG)，潜在语义索引Latent Semantic Analysis(LSA)，美国教育考试服务中心的 Educational Testingservice，英国的 E-rater Automated Text Marker(ATM)，自动标记系统 AutoMark 和作文测评系统 C-rater 等系统，部分系统已经在实践中获得了相当的成效。

　　他国关于对自动批改试卷的主观题的摸索能概括为以下两方面：第一是自动批改像写文章类的题目，像作文题，正常都是选用提取学生在他们写的文章中的浅层意思信息，并依据他们的用词的高级程度来打分，要么把学生的写作信息与两个提前设定好的模板（即好的模板和不好的模板）进行比对，依据答案与其中与其相似度更接近的模板的相似程度来打分。第二就是对短文本，譬如简答和名词解释这些题的自动批改，也与上面的差不多，先是给了一个相对较短的模板，然后依据考生的答案与模板的相似度来打出分数。

　　除 PEG 外，以上的自动批改试卷系统都对考生的答案在句法和表达意思上进行了不同水平的分析和比对，使其系统更加准确。现在计算机的自动批改系统基本都已经在国际性的标准测试中使用，我们国内在对客观题的自动批改也在使用这个系统了，只是因为有些主观题写着学生可自由作答，像作文题和论述题等，学生考试时写的都不一样，所以批改时计算机是无法批改的，只能通过老师亲自阅卷批改，酌情给分。然而，在对主观题的分析过程中，发现计算机能够批改少许的主观类型题。像名词解释、简答题和问答题的分析等。因为做这些类型题,考生要答到相应的一些答题点才能获得一些分数，不像写作文那样自由，这样我们的系统就能通过这些得分点来批改,从而给出分数了。

　　在国内，像名词解释，简答题和论述题等主观题的自动阅卷问题，有少许有关书籍，却还没有对应实际有用的系统介绍。书籍中记载了其中一些：李辉阳等研究了有限领域中简述文字的自动批改难题，研究出在带权匹配技术的基础上来对计算机辅助教学中的一些论述对错的判断实现；高思丹等研究出通过比较考生答案与模板语义相似度来使得对文字主观题的自动批改：黄康等研究出在带权概念网络的基础上进行不同层次的语言相似度来对主观题进行自动批改。

　　试题自动阅卷系统模块演示：

用户基本资料设置

试卷生成界面

试题管理界面

文件备份界面

试卷分数管理界面

目 录

　　第 1 章 绪论
　　　　1.1 研究背景及意义
　　　　　　1.1.1 研究背景
　　　　　　1.1.2 研究意义
　　　　1.2 国内外研究现状
　　　　1.3 为完成系统本文做的准备工作
　　　　1.4 本文组织结构
　　第 2 章 与系统相关的技术介绍
　　　　2.1 关于 WINDOWS API
　　　　　　2.1.1 Windows API 简介
　　　　　　2.1.2 Windows API 组成
　　　　　　2.1.3 在 VB 中调用 Windows API 函数
　　　　2.2 WINDOWS 的消息运行机制
　　　　　　2.2.1 什么是 Windows 消息
　　　　　　2.2.2 Windows 事件驱动机制
　　　　　　2.2.3 Windows 的消息循环
　　　　　　2.2.4 队列消息和非队列消息
　　第 3 章 系统需求分析
　　　　3.1 自动评阅系统概述
　　　　3.2 自动评阅系统功能分析
　　　　3.3 用例分析
　　第 4 章 系统总体设计
　　　　4.1 类的设计准则
　　　　4.2 本系统采用面向对象的设计思想
　　　　　　4.2.1 静态评阅
　　　　　　4.2.2 动态评阅
　　　　4.3 数据库结构设计
　　第 5 章系统实现与测试
　　　　5.1 评阅系统的登陆
　　　　5.2 评阅系统的设计
　　　　　　5.2.1 静态评阅设计
　　　　　　5.2.2 动态评阅优化设计
　　　　　　　　5.2.2.1 对用户程序的控制
　　　　　　　　5.2.2.2 对用户程序子窗口的控制
　　　　　　　　5.2.2.3 对控件行为的模拟控制
　　　　　　　　5.2.2.4 策略文件的生成及解释执行
　　　　　　5.2.3 评阅执行系统的设计
　　　　5.3 答案评分系统的设计与实现
　　　　5.4 系统功能实现
　　　　5.5 系统测试
　　结 论
　　参考文献
　　作者简介及在学期间所取得的科研成果
　　致 谢

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