美術院校高考數字化評分系統的研發

孫靜林， 樊丁宜， 陳 艷

(魯迅美術學院 大連校區， 遼寧 大連 116650)

美術院校高考數字化評分系統的研發

孫靜林， 樊丁宜， 陳 艷

(魯迅美術學院 大連校區， 遼寧 大連 116650)

闡述了現代專業美術院校高考評分數字化的必要性，介紹了魯迅美術學院高考評分數字化系統的研究思路和技術路線。該系統的開發沿用了傳統的閱卷評分方式，重點對試卷進行了數字化采集和處理，閱卷教師可以通過高清晰圖片閱卷和評分，提高了工作效率，減少差錯，并很好地保護了美術試卷作品。系統采用雙服務器Client/Server架構和雙硬盤備份，保證了信息安全。

專業美術考試； 評分系統； 閱卷數字化

在我國專業美術院校招生錄取工作中，考試和評卷工作的壓力和開銷都很大。2013年，報考魯迅美術學院大連校區的考生約1萬人，3個科目的試卷約有3萬張。為提高閱卷效率、保護考試作品，開發方便、快捷的數字化評分系統很有必要。

1 傳統藝術考試的考試與評分

藝術考試評審分為試卷分級和評分兩方面。

(1) 試卷分級。因為美術試卷評分過程伴隨有較強的主觀判斷，故為了公平公正，在進行具體分數評判前由高資歷的教師、教授組成評審團，對考卷進行大致分級(例如分為100分、99～90分、89～80分、79～70分、69～60分、59～1分、0分等7個等級)，以使2次評分不會出現分差太大的情況。分級工作通常是在體育館或倉庫等封閉的室內，試答卷逐一平鋪在地面上，評判人員依次審視并給出試卷的等級(見圖1)。全部分級完成后，評審團還會針對各個試卷袋進行微調，以保證公平。通常此步驟會花費8到10天時間。

圖1 展開在體育館等待分級的試卷(圖片來源：藝術新聞—中國藝術品網)

(2) 評分。由大約7名相關專業教師組成評分小組，對已分級的試卷進行評分。通常評分結果會在試卷分級的區間內，例如99～90分這一級的試卷，評分不應低于90分或高于99分。最終的試卷分數是去掉最高評分和最低評分后的平均數，并且會生成文檔讓經手教師簽字。評分后的卷紙會被專人回收等待成績錄入時使用。此段時間由于參與人數多、工作量大，一般會花費8～10天，甚至更多時間。

2 成績記錄和試卷的運輸與保存

由于考試成績實行數字化管理，所以美術成績必須錄入數據庫。成績的錄入首先要掃描考卷上的條形碼以確認考生信息，然后檢索考卷的相應分數并錄入數據庫。所有的考卷會被暫時封存以備查證，保存年限一般為3～4年。錄入、校對、查錯的過程大約需要1周的時間。

美術學院的高考試卷大都是通過人工移送的，人工移送存在兩方面問題。

(1) 耗時耗力。由于試卷數量很多且參與評審人員多，再加上場地限制，使得試卷必須被反復地收起和擺出，試卷也容易被損壞。

(2) 數據的正確性難以保障。由于考試數據基本是手工收集的，易出現差錯。后期出現的差錯容易發現和修改，而早期出現錯誤很容易形成“一步錯，步步錯”的情況，要排查和更正比較困難。

3 高考評分數字化的研究內容和關鍵問題

為解決高考評分錄入的數字化、智能化、高效化的問題，魯迅美術學院曾經引進管理系統，但使用效果并不理想，例如只有計分功能，不能進行分數統計，因而不能滿足美術專業高考試卷評分的需要。此外，對試卷的分級也是計算機軟件難以完成的，只有評分過程才能夠使用軟件，因而至今尚沒有一款適合美術院校高考評分的數字化軟件。為此，魯迅美術學院自行組織了評分軟件的開發工作。

軟件的設計應遵循如下3項基本方針。

(1) 系統工作流程盡量參照傳統閱卷過程。傳統閱卷方式已經被證明是有效的辦法，足以保障高考評分工作順利進行。開發新的電子評分系統應參照傳統流程，使傳統的閱卷評分過程實現信息化和數字化，盡最大可能減少由人主觀因素產生的錯誤，而不是要完全破壞已有的行之有效的閱卷評分流程。

(2) 公平、公正和安全性。堅持公平性和公正性是對高考閱卷和評分的基本要求，即要保證所有考生的試卷受到相同的待遇。保證考生的考卷迅速、完整地送達閱卷教師，接受教師的評分并把分數反饋回數據中心，是對軟件系統的核心要求。

(3) 提高效率。引入計算機系統就是為了提高效率，要充分考慮系統界面的友好性,將必要的操作次數降到最少，確保閱卷教師能順利使用。

4 研究思路和技術路線

筆者經過調研認為，傳統的美術高考閱卷基本體現了公平、公正的原則，但是在分級等環節，由于實體試卷占用空間多且需多次人工搬運，閱卷教師須不停地走動來閱卷，不僅浪費時間、耗費體力，還很容易出現錯判、漏判等主觀性錯誤。

因此，美術院校高考數字化評分系統的設計體現以下特點。

(1) 評分軟件的運行完全依照傳統評分的流程，在操作上劃分為分級和評分2個階段，其中分級又細分為首次分級、二級審核和終極審核3個階段，各階段皆可以獨立操作。與傳統閱卷不同的是，在上述流程中，審核的是經過數字技術采集的數字化試卷，評卷教師只需在電腦前通過鼠標和鍵盤就可以操作，比將試卷畫稿鋪在地面分檔和閱卷，不僅節約了時間和體力，也能更好地保護試卷畫稿不受到損傷。

(2) 增加條形碼試卷信息采集系統，實現了數據的即掃即得。只要掃描試卷的條碼，系統就會遙控觸發高清數碼照相機對試卷進行采集拍照，并把采集的試卷圖像保存在本地服務器上。該操作流程被設計為可以并發進行，即利用多個終端同時錄入多張試卷，從而大大提升工作效率。實踐證明，使用5臺終端、15人操作，可以在8小時內完成8 000張試卷的數字化采集工作，只用1天就能錄入大連校區的全部試卷。

(3) 采取了雙服務器的架構，具有良好的數據傳遞性和系統安全性。其中一個服務器專門負責保存試卷的數字圖片信息，以只讀的形式發送給另一個數據庫，另一個數據庫通過定制軟件為數字圖片錄入考分信息，但無法修改任何其他屬性。每個數據庫都采用雙硬盤備份，即使意外斷電或人為惡意操作，數據也不會丟失。

(4) 整個系統采用MongoDB格式編寫數據庫。MongoDB是一個基于分布式文件存儲的數據庫。由C++語言編寫，旨在為Web應用提供可擴展的高性能數據存儲解決方案。MongoDB提供了從百萬到十億級別的數據處理能力，常被用于高流量網站搜索引擎的大規模數據管理和分類，支持動態查詢、索引和云端訪問，非常適合評分系統這種多終端同時作業和有大量數據交換的系統架構。該系統可以支持每秒上萬次的運算請求，保障了系統的終端擴展性。

(5) 系統采用Client/Server架構。這種架構將數據保存在服務器上，每位評卷教師都有固定且唯一的ID，須使用密碼激活終端功能，使用終端程序進行閱卷和評分。讀取圖片的時間在2秒以內，保障閱卷高效率。系統具有可擴展性，允許通過增加客戶端來增加閱卷人數，從而提高閱卷效率。終端的訪問和操作會被記錄和保存，以方便查錯。

5 系統配置

試卷數字化錄入設備為掃描槍驅動的高清照相機[1]，它把考生的試卷拍照后存儲在服務器上。與每張試卷單獨對焦拍照相比，利用掃描槍輸入信號遙控照相機更容易操作，也可以保證試卷圖片的質量。

錄入系統包括掃描槍、照相機、采集終端以及一個數據庫服務器[2]。

(1) 試卷分級系統。對于前期錄入的試卷，以試卷袋為單位，進行分級以及級內的順序的調整。分級系統包括Web服務器[3]、數據庫服務器[4]和分檔終端。

(2) 評分系統。在前期分級的基礎上，對于每張試卷進行評分，對于有異議的試卷，進入復議。

(3) 核分系統。按照指定的算法，把教師的原始評分數據整理[5]為最終的分科成績和總成績。

系統的技術參數如下。

(1) 系統軟件部分采用C/S架構[6]結合B/S架構[7]，其中B/S架構主要用在數據管理方面，C/S架構主要考慮安全性和性能問題，保證在很短的時間內可以把照片從服務器端讀出。

(2) 為了確保安全性，采用了獨立的局域網架構，并且采用專用的硬件[8]，保證系統物理上的安全性。為保證易用性，采用了26英寸大屏幕以及可旋轉屏幕的方式，可以自由應對橫幅或豎幅的試卷。

(3) 采用了雙機備份服務器，保證系統的穩定性和安全性。

(4) 數據庫采用的是MongoDB[9]，保證多個教師同時閱卷的數據傳輸要求。設立單獨的圖片服務器，保證試卷圖片的讀取速度。

(5) 采用旋轉式26英寸大屏幕，可以全屏播放橫幅和豎幅的試卷，供閱卷教師審閱。

6 系統的運行和可能遇到的問題

6.1 錄入系統

投入4套錄入系統，運行4.5天，共錄入試卷38 108張，平均每日錄入8 448張試卷。每套系統平均每日錄入2 112張試卷，平均每10秒錄入1張。所采集的圖像為高清晰度圖像，分辨率為2304×3456。所錄入的試卷沒有產生誤碼，也沒有重復錄入或遺漏。隨機抽查5張卷，試卷內容和條碼符合。由于試卷的出庫、入庫均由紀委人員監督，拍攝環境封閉并有專人值守，所以能保證原始卷紙的安全性。

系統運行中可能遇到的問題包括：

(1) 因條形碼污損導致無法讀取或者誤讀，但系統內設置了條碼驗證系統，保證誤碼不會進入系統，只是會導致錄入效率下降。

(2) 由于操作人員配合不好，可能導致試卷錄入遺漏，需要花費很多時間查找遺漏試卷，所以應加強對工作人員的培訓以避免發生錯誤。

6.2 分級系統

計劃投入8套分級系統，其中7套用于初審和復審，1套用于終審。初審、復審和終審需用9天，處理試卷38 108份。采用隨機編號方法，切斷編號與錄入的直接聯系，提高系統安全性。在終審環節，加入了人工確認環節，并保留紙質文檔，確保系統的正確性。

6.3 評分系統

預計投入7套評分系統。每7名教師為一組進行閱卷，閱卷6天，處理試卷38 108張。

每位閱卷教師獨立評分，后臺自動對教師的評分進行統計處理。教師只能在指定分級下評分。

6.4 核分系統

評分完成后，將每位教師評分的原始數據導出，然后按照指定的計分規則，去掉最高分和最低分后取平均值，然后乘以指定的系數，得出最終的試卷分數。在核分過程中，操作人員只能進行數據的導入和導出，而計算分數則全部由系統處理。分數的正確性可以通過和前面備案的分數進行對比確認。

7 結束語

美術院校高考評分數字化系統投入使用后能大大提高閱卷評分工作的水平和效率。

(1) 在試卷電子化的同時即可封裝考試卷紙，最大限度地節省了時間、空間和人力，保護試卷卷面不會因反復擺放受損。

(2) 通過條碼識別拍照，不用碰觸相機[10]，可最大限度地保證拍攝質量。經過條碼與數據庫中的數據對比，能有效避免試卷的重復錄入。由于數字文件生成時使用掃描到的條碼做文件名，人眼是難以破譯的[11]，保證了文件的安全性。

(3) 文件采用服務器雙硬盤備份，保證了電子文檔的安全性。

(4) 系統使用獨立的局域網，從物理上杜絕了外部入侵篡改文件的可能性[12]。

(5) 最大限度地為美術專業教師優化使用界面[13]，避免出現操作失誤。

(6) 軟件使用時，用戶的所有操作均有后臺備份[14]，備份文件交紀委保存，最大限度地保證考試的公開，公平和透明。

目前該系統尚未能處理雷同試卷和復議試卷，還需通過線下人工的方式解決，需要進一步完善。

References)

[1] Reeves R D.Windows 7設備驅動程序開發[M].張猛，紀小玲，周姝嫣，譯.北京：人民郵電出版社，2012.

[2] Bentham J.嵌入式系統Web服務器：TCP/IP Lean[M].陳向群，譯.北京：機械工業出版社：2003.

[3] 賀振歡，劉軍，王保山.Web服務器開發技術[M].北京：人民郵電出版社：2007.

[4] Chodorow K, Dirolf M. MongoDB權威指南[M].程顯峰，譯.北京：人民郵電出版社，2011.

[5] 哈索，亞歷山大·蔡爾.In-Memory Data Management：Technology and Applications[M].SAP，譯.北京：清華大學出版社，2012.

[6] Albahari J, Albahari B. 果殼中的C#：C# 5.0權威指南[M].陳昇，譯.北京：中國水利水電出版社，2012.

[7] Michelsen K. C# Primer Plus[M].云巔工作室，譯.北京：人民郵電出版社，2002.

[8] 陽光雨露信息技術服務(北京)有限公司.計算機硬件維護技術[M].北京：化學工業出版社，2006.

[9] 紅丸.MongoDB管理與開發精要[M].北京：機械工業出版社,2012.

[10] 韓程偉.攝影藝術與技法[M].杭州：浙江大學出版社,2005.

[11] 北京希創技術公司.條形碼基本知識教程[M/OL].[2014-12-02].http://www.systron.com.cn/tiaoxingma/txmbook.htm.

[12] 陳學平，李明.計算機網絡安全與應用[M].北京：化學工業出版社,2012.

[13] McCandless D.The Visual Miscellaneum,Harper Design[M].Harper Design，2009.

[14] 張明新.網絡數據庫[M].重慶：重慶大學出版社，2004.

R&D digital examination scoring system for professional art college entrance

Sun Jinglin, Fan Dingyi, Chen Yan

(Dalian Campus， Luxun Academy of Fine Arts，Dalian 116650, China)

Combining theory with practical ways, this paper elaborates on the need for the college entrance examination scores digitized modern professional art institutions. Unlike culture written examination as there are relatively fixed standard answers, the art appraisal is based on the candidates and the individual’s understanding of things, such as a relatively abstract sense of beauty. So for a long time since the examination has been in handmade art institutions graders scoring stage, the hand-graders consume substantial resources and time and are not conducive to the preservation and statistical papers. Thus, the solution to this problem is a new way graders put on the agenda.

professional art examination; scoring system; digitial marking

2014- 12- 10 修改日期：2015- 01- 26

遼寧省教育廳2013年科學研究課題(W2013260)

孫靜林(1984—)，男，遼寧沈陽，碩士，助教，主要研究方向為數字媒體技術.

E-mail：231577795@qq.com

G642.475

A

1002-4956(2015)5- 0165- 04