Word操作自动评分系统的设计与实现

高家宝，周娅

(1.桂林电子科技大学 计算机与信息安全学院，广西 桂林 541004；2.河池学院 现代教育技术中心，广西 宜州 546300)

Word操作自动评分系统的设计与实现

高家宝1，2，周娅1

(1.桂林电子科技大学 计算机与信息安全学院，广西 桂林 541004；2.河池学院 现代教育技术中心，广西 宜州 546300)

随着信息化的进一步发展，对各类信息课程的考核提出了新的要求，其中计算机应用基础课程中的Office软件的操作类题目的考核是一个重点。这类考核采用人工评卷需要消耗大量的精力，为了减轻教师的阅卷和出题负担，开发一个能够自动评阅Office类题目的评分系统是必要的。本文主要实现一个Word自动评分系统，Word自动评分系统采用了Client/Server结构，利用C#编程语言对Word文档的各种对象属性进行分析，给出了自动评分的机制和主要算法，实现了Word文档操作题自动评分功能。

Word操作；自动评分；系统设计；C#

0 引言

随着计算机技术迅猛发展，计算机技术已经成为人们日常生活中的一个重要组成部分。为了让学生主动适应社会的需要，几乎全国所有高校的非计算机专业开设了《计算机应用基础》课程并作为公共必修课之一。这门课程的期末考核一般以理论考试和实际操作考试相结合的形式进行。实际操作考试的评卷采用人工方式，评卷教师根据学生的操作步骤一小题一小题的批改，改完后再把每一小题的分值加起来，得到一个大题的分值，再把大题分值合起来才得到考生的卷面成绩。这种阅卷方式不仅耗费大量的人力、物力资源，而且评卷教师有一定的主观随意性，有时会导致阅卷的公平公正性问题[1]。

采用考试系统进行考核是一个解决问题的方法。目前，有少量的商用考试系统支持Office操作类题目的改卷，但是存在不少问题，如准确率较低，操作繁琐等。特别是教师编辑题库时相当繁琐，需要掌握一定的正则表达式才能完成题库的编辑。

本文针对Word操作部分的自动阅卷进行研究，实现Word操作自动评分系统，系统的实现能够有效减轻教师的阅卷工作量，提高阅卷效率和准确性，有助于提高课程的教学质量。

1 系统总体设计

自动评分系统可以采用多种体系架构，考试采用集中组织考试的方式，考虑到操作类型题目的数据量较大，需要及时传回考试服务器，系统采用C/S模式实现Word操作的测试以及评卷，另外提供Web端进行成绩查询，考试信息查询的功能。C/S结构软件[2](即Client/Server模式)主要分为Client客户机和Server服务器，采用C/S架构有很多优点，资源利用率高，能充分利用两端设备的运行能力，把各种软件中的复杂运算以及各种相关的数据根据需要科学合理地存储在Client客户机和Server服务器两端并协调工作，这样可以很好地避免服务器负载过大而影响整个系统运转，并可以降低网络中通信流量。由于采用C/S结构的系统的客户端连接数据有限制，一般该结构是用在客户端用户数量少的小型局域网中使用。

Word操作类题目的自动阅卷有两种途径[3]：一是记录考生答题步骤并分析然后进行阅卷，该方式需要搭建模拟系统模拟Office环境，实现比较复杂，已经很少使用；二是对考生答题结果的文档进行分析，然后实现自动阅卷，该途径有多种实现方法。

本文通过Word对象模型提供的方法和属性来提取考生操作结果文档中的相关属性，然后与答案数据库中的相关属性值进行对比从而实现自动阅卷。

1.1 系统功能设计

系统客户端实现考生的登陆、考试、题目文件的传输；Web端主要实现学生成绩和考试信息的查询；服务器端主要是题库管理、用户管理、考试管理、自动评分等功能，如图1所示。

1.2 网络拓扑结构

现在计算机已经基本普及，各高校或者单位都配备了足够的计算机，并且一般都是连接起来组建成局域网，然后再连接到外面的互联网。本系统采用C/S架构，在这些小型局域网里不需要做其它改动，就可以进行部署，具有较好的便利性和实用性。

2 系统设计与实现

2.1 Word对象模型

Word对象模型[4]是微软提供的一组针对Word的编程接口，方便开发人员对Word软件及其文档进行访问和控制，其简化的模型结构如图2所示。

Application：代表MicrosoftWord应用程序本身

Document：代表一个Word文档

Selection：代表当前选中的区域(高亮)，没有选中区域时代表光标点

Bookmarks：书签

Range：代表一块区域，与Selection类似，不过一般不可见

在Word对象模型中，它把Microsoft office文档看成是由许多个对象组成的集合，并且这些对象是分层次的。其中最高级别的对象是代表Word应用程序本身的Application[5]。每个应用程序的Application对象中又包含了一些子对象，例如Word中的Document对象，这些对象通常还会有下一级的子对象，如字体、字号等。Microsoft office文档中的每一个对象又有从属于它的一系列的属性，这些属性的值就表征了Office文档的内容和格式。例如：如果Word文档中Selection.Font.Size的值为“四号”，就表示该文档中被选定的文本块的字号是“四号”。表1列出了Word中最常用的字体、段落格式设置及其属性以及属性代表的含义。

表1 字体、段落属性以及属性代表的含义

2.2 Word操作题答案的生成

Word操作题答案的生成是自动阅卷的基础，操作类题目答案不同于单项选择题；评卷时是根据文档被测试点的对象属性值来进行判断的，由于文档中所涉及的对象以及属性极多，若将原始文档和标准文档的所有属性都进行对比，工作量将会很大。

Word操作所涉及的范围很广,可以分为对文字、段落、表格、图片及页面等操作，每种操作又可以细分为很多测试点，例如字体设置可以包含字体颜色、字体字形字号、字体效果等。这些测试点基本可以和Word对象模型中的相关对象属性一一对应。

对不同操作的不同测试点进行分类整理可以形成测试点体系，在出卷时候，根据测试点体系设置需要操作的具体测试点以及位置，在生成答案时，只针对测试点的属性进行对比，然后将对象的属性存入数据库中作为答案。

答案自动生成的流程如图3所示。

2.3 自动评分实现

本系统的自动阅卷思路是：事先设置好每个测试点的评分标准；打开考生答题后的文档和标准文档，提取有相同测试点的标准属性值与考生答题后的文档的属性值对比，相同则考生该测试点得分，不同则不得分。

由于在前期工作中，系统已经将答案属性值生成并写入到数据库中，所以在阅卷时只需要打开考生作答后的文档，获取数据库中该题目的测试点及标准位置，然后根据测试点及标准位置读取考生作答后文档的属性值，并与数据库答案中的对应属性值进行对比，相同则该测试点得分，不同则不得分。自动评分实现流程图如图4所示。

图3 Word操作题答案生成流程

图4 Word自动评分流程

2.4 数据库的设计

系统数据库的设计过程好坏决定整个软件系统的业务逻辑和开发质量，影响软件系统的性能和安全。只有严格的按照规范的设计流程进行数据库的设计[6]，才能保证数据库的可靠性、可用性、安全性和可维护性。本研究数据库设计的E-R图如图5所示。

图5 数据库E-R图

系统数据库采用SQL Server2012实现，包含的数据表较多，如表2中包括学生的基本信息如学号、姓名、状态、班级等，其主要用于学生考试时登陆以及对考试状态的设置。

表2 学生信息表结构

表3主要存放用于自动评卷的答案信息(具体测试点的属性信息)，主要包括试题编号、具体编号要求、对象名、属性、属性值、标准位置、分值等。

表3 Word操作题答案信息表结构

3 系统测试

学生进入打开考试端后，首先出现的是登陆界面，如图6所示。考生需要输入学号和姓名，若考生信息存在于考场安排数据库中就进一步查验考生状态，状态正常，就可以登陆；若已经考过，则提示已经参加考试无法登陆，若因掉线等原因退出考试系统，则需要考场管理员设置允许二次登陆方可正常登陆。

图6 系统登陆界面

系统主要功能测试如表4所示。

表4 系统主要功能测试

经过测试，系统达到了预期效果，阅卷速度快，题库编辑便捷，阅卷准确率高，稳定性好，解决了期末考试教师批改Word操作题的费时费力的难题，达到了预期的设计目标。

4 总结与展望

本文分析了目前计算机应用基础课程考试操作类题目考核存在的问题，对目前的商用考试系统存在的问题进行了说明。提出开发一个针对Office软件中Word部分操作题开发一个自动阅卷系统，对Word操作类题目自动评分的相关原理进行说明，给出了系统实现的方法，最终实现系统并进行测试，达到了预期效果。

本系统是针对Word操作题开发的自动评分系统，对于别的模块(如Excel、PowerPoint等)操作题支持还不是很好。在以后的研究过程中，要对自动评分系统进一步改良，使之对学校的《计算机应用基础》课程教学改革和课程考核模式改革起到推动的作用。

[1]乔洪亮.探究计算机一级Word和Excel操作自动评分的实现[J].设计与研发，2014(3)：15-16.

[2]张宇.基于.NET框架数据访问层的优化[J].电脑学习，2008(2)：74-75.

[3]汤克明.Word自动阅卷系统的设计与实现[J].计算机工程与应用，2008，44(35)：69-72.

[4]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，2009，30(12)：3026-3029.

[5]宗德才.操作题自动评分系统的设计与实现[J].计算机工程与设计，2010，31(5)：1156-1160.

[6]史娟.考试系统中操作题自动评分的设计与实现[J].现代电子技术，2012，35(14)：33-36.

[责任编辑 韦志巧]

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

高家宝(1976-)，男，广西平南人，河池学院现代教育技术中心工程师，桂林电子科技大学计算机与信息安全学院工程硕士，主要研究方向：计算机应用。

广西壮族自治区教育厅科学技术研究项目(2013LX120)。

2016-10-14