基于COM技術的考試專用計算機智能判斷系統設計

譚聰

關鍵詞： COM技術; 相似度計算; 智能判斷系統; 試卷信息; 客觀題; 主觀題

中圖分類號： TN915.5?34; TP311.52 ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 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

計算機網絡在高校教育教學中得到了廣泛的應用，建立考試專用計算機系統是教學改革的重要發展方向之一，其中，計算機智能判斷能力是考試系統的核心，是衡量考試系統研究水平的重要參考指標[1]。計算機智能判斷不僅能有效提高閱卷效率，還能減少人為的閱卷失誤，并根據閱卷結果總結學生的學習情況，給出針對性的指導建議。因此，對考試專用計算機智能判斷系統的研究具有十分重要的意義[2]。

文獻[3]基于MVC4的ASP.NET Web技術，設計了計算機考試系統。在系統中，設計計算機硬件存儲結構，用以完成試卷數據的存儲;在閱卷環節，該系統能快速、實時地完成試題閱卷;系統的可擴展性能良好，但是閱卷結果的準確度較低。文獻[4]設計了網上電子閱卷系統，該系統設置為卷掃描、網上閱卷、統計分析等模塊。卷掃描模塊主要用來將試卷信息輸入系統;網上閱卷模塊主要根據教師分配的任務完成試題的判斷，給出學生考試分數;統計分析模塊主要對考試得出的成績進行難易程度、準確率的統計分析，最終實現整個系統的設計。但對于主觀題的相似度計算偏差較大。文獻[5]分析了當前方法中存在的評判效果差、不能降低教師閱卷負擔的問題，對用于中文文本查重的雙因子相似度計算，實現了兩文本語義相似度的計算，將計算結果運用到考試系統中，但運算程序繁雜，耗時較多。

針對當前方法存在的問題，設計基于COM技術的考試專用計算機智能判斷系統。

1 ?基于COM技術的考試專用計算機智能判斷系統

COM，即“組件對象模型”，是微軟公司針對平臺開發的構件技術，是一種以組件為發布單元的對象模型。這種模型使各軟件組件可以用統一的方式進行交互[6]。利用COM技術將考試試卷嵌入系統，系統自動分析組件中的各個對象，將其與每個知識點的正確答案進行對比，從而可得出各對象的判斷結果。利用COM技術完成考試專用計算機智能判斷系統的設計具備獨特的優勢，可實現語言的隨意化和進程透明性，COM技術不依賴于任意特定語言，各對象可以同時在一個進程中運行，也可以在不同進程中運行[7]。具體的智能判斷系統架構如圖1所示。

1.1 ?系統硬件設計

根據圖2可知，系統的硬件結構主要由圖像采集模塊、Web服務器、COM服務器、COM庫等構成。

1） 圖像采集模塊。圖像采集主要分為圖像掃描、圖像分析和圖像信息輸入三個過程。首先采用高速掃描儀對學生的答題信息以及考生條形碼等進行掃描，將獲取信息輸入系統;其次，在圖像分析過程中，區分得出客觀題和主觀題類型，將客觀題圖像信息發送到客觀題判斷工作站，對主觀題先進行圖像轉換、識別等處理，再輸入主觀題判斷工作站;最后，通過數據搜索引擎，將圖像信息輸入Web服務器，進行統一存儲[8]。

2） Web服務器。Web服務器是連接試卷圖像信息和COM服務器的紐帶，可用來接收考生試卷信息以及標準答案信息，并將這些信息傳輸給COM服務器，同時，Web服務器也可以接收COM服務器的回傳信息和處理結果。

3） COM服務器和COM庫。通過COM對象指針接口可將學生試卷答案和標準答案進行連接，進而完成兩者間的交互，使兩者能夠在同一進程中運行，也可以在同一計算機的不同進程中運行，甚至可以滿足不在同一計算機中的要求。COM服務器可將系統判斷對象分為多個COM組件對象，所有組件對象都必須與COM庫相互連接[9]。COM庫中包含COM組件對象運行所需的基本方法，COM庫可對系統中的學生試卷圖像信息、考生信息等進行定義、更新等處理，啟動系統并完成對數據的管理，維護數據的安全性和完整性。

1.2 ?系統軟件設計

對考試試卷進行判斷的過程中，主要判斷對象可分為客觀題和主觀題兩種。在本文系統的軟件設計部分，主要對客觀題判斷和主觀題判斷進行分析。

1.2.1 ?客觀題判斷

對于選擇題、填空題和判斷題等客觀題，其判斷方式簡單。運用系統硬件中的圖像識別模塊對考生的客觀題答卷信息進行識別，將識別結果輸入試題庫中。在系統的試題庫中已對標準答案進行了標注，只需要對比考生答案和標準答案，便可以得出判斷結果。如果兩者相一致，則考生答案正確;反之，考生答案錯誤。按照上述方法，給出客觀題的具體判斷流程，如圖3所示。在圖3的試卷圖像識別過程中，采用動態、均衡的方法對試卷信息進行確定，若識別結果不清晰，則可以多次讀取識別信息，找出懷疑點，利用圖像處理技術對懷疑點進行輔助判斷，最終得出準確的識別結果，這一過程可有效保證考試判斷結果與學生實際考試成績的一致性。

1.2.2 ?主觀題判斷

主觀題的答案具有不唯一性，即有一定的模糊性，考試系統中的主觀題的智能判斷是一個非常復雜又重要的環節，涉及到詞法、語義、語法等自然語言的問題，還包括人工智能、模式識別等高級知識[10]。影響主觀題判斷的因素主要是關鍵詞、句子與標準答案的相似度，判斷時分析學生的答案和標準答案的相似度，相似度越高則表示學生答案越準確。此外，還需查看語句是否通順、是否有條理性等，綜合地給出一個適當的判斷結果。具體的主觀題判斷流程如圖4所示。

2 ?實 ?驗

2.1 ?實驗環境及參數

系統設計環境及參數如表1所示。

2.2 ?實驗結果分析

考試專用計算機智能判斷系統的性能好壞，可以通過對主觀題相似度的計算偏差來體現，將本文系統與文獻[3]和文獻[4]系統對比，結果如表2所示。

根據表2可知，本文系統在計算主觀題與標準答案的相似度時，計算偏差可控制在較低的水平，偏差不超過0.09，文獻[3]和文獻[4]系統的計算偏差最高可以達到0.20，相差較大。分別將本文系統與文獻[3]和文獻[4]系統判斷結果的精準性進行對比分析，具體對比情況見圖5。

由圖5可知：三種系統的運行穩定性都較好，但本文系統的判斷準確度最低為80%左右，平均判斷準確度可達90%左右;而文獻[3]系統的最高判斷準確度僅為40%，其平均判斷準確度在30%左右;文獻[4]系統的最高判斷準確度僅為50%，其平均判斷準確度在42%左右。對比結果表明，本文系統具有較高的試卷判斷準確度，平均水平高于文獻[3]系統60%，高于文獻[4]系統48%，表明本文系統具有較好的性能。在龐大的學生數量以及巨量的試卷環境下，考試專用計算機智能判斷系統的判斷時間的長短尤為重要，也可減緩學生的心理負擔，盡早地督促學生改進自身不足，因此，對本文系統與文獻[3]和文獻[4]系統的判斷時間進行對比，對比分析結果如表3所示。

根據表3可知：本文系統的試卷判斷時間平均值在12.4 s左右;文獻[3]系統的試卷判斷時間平均值在37.5 s左右;文獻[4]系統的試卷判斷時間平均值在45.4 s左右。通過對比可以看出，本文系統的用時最短，可快速完成學生考試試卷的判斷。

3 ?結 ?論

計算機技術廣泛應用于教育領域，考試專用計算機智能判斷系統具有很強的實用價值。針對當前判斷系統存在判斷準確度低、耗時長的問題，提出并設計一種基于COM技術的考試專用計算機智能判斷系統。實驗結果表明，該系統在對主觀題判斷中，相似度計算偏差小，系統判斷的準確度高，判斷時間僅需12.4 s左右，遠低于傳統方法，表明了本文系統的優勢。

參考文獻

[1] 倪倩，李會平.基于VBA的計算機基礎考試系統的研究[J].青島職業技術學院學報，2016，29（5）：49?51.

NI Qian， LI Huiping. Study on the examination system of computer basis based on VBA [J]. Journal of Qingdao Technical College， 2016， 29（5）： 49?51.

[2] 劉海敬，毛晚堆，劉永軍.高校網上閱卷系統的分析與設計[J].開封教育學院學報，2018，38（1）：133?136.

LIU Haijing， MAO Wandui， LIU Yongjun. Analysis and design of online marking system in colleges and universities [J]. Journal of Kaifeng Institute of Education， 2018， 38（1）： 133?136.

[3] 陳輝，劉彧.計算機上機考試系統的組卷發布與閱卷設計[J].微型電腦應用，2017，33（10）：43?46.

CHEN Hui， LIU Yu. Test paper release and marking design of computer examination system [J]. Microcomputer applications， 2017， 33（10）： 43?46.

[4] 陸毅華，姚遠，王瀟，等.基于掃描識別技術的微積分課程電子閱卷系統設計與應用[J].實驗室研究與探索，2017，36（6）：180?185.

LU Yihua， YAO Yuan， WANG Xiao， et al. Design and application of scanning?recognition technology?based electronic marking system on monthly tests of calculus [J]. Research and exploration in laboratory， 2017， 36（6）： 180?185.

[5] 楊威，張瑩鑫，薛二虎.智能在線考試系統的設計與實現[J].長春師范大學學報，2017，36（4）：26?30.

YANG Wei， ZHANG Yingxin， XUE Erhu. Design and implementation of the intelligent online examination system [J]. Journal of Changchun Normal University， 2017， 36（4）： 26?30.

[6] 王盛，田江.基于智能視覺的學生考試異常狀態識別系統設計與實現[J].現代電子技術，2017，40（14）：78?80.

WANG Sheng， TIAN Jiang. Design and implementation of intelligent vision based recognition system for student′s examination abnormal status [J]. Modern electronics technique， 2017， 40（14）： 78?80.

[7] 梁琰.基于COM組件技術的嵌入式智能控制系統軟件編程設計[J].信息與電腦（理論版），2017（7）：108?109.

LIANG Yan. Software design of embedded intelligent control system based on COM component technology [J]. China computer & communication （Theory edition）， 2017（7）： 108?109.

[8] 王偉明.利用Excel 2007制作自動閱卷考試系統[J].電腦編程技巧與維護，2017（5）：42?43.

WANG Weiming. Using Excel 2007 to make automatic examination paper marking system [J]. Computer programming skills & maintenance， 2017（5）： 42?43.

[9] 劉瑾，詹玲超.基于J2EE的網絡考試系統的設計與實現[J].電腦知識與技術，2016，12（4）：6?7.

LIU Jin， ZHAN Lingchao. Design and implementation of network examination system based on J2EE [J]. Computer knowledge and technology， 2016， 12（4）： 6?7.

[10] 郎博.基于規則的Excel自動閱卷軟件的設計與實現[J].教育教學論壇，2016（43）：255?256.

LANG Bo. Based on the rules of the design and implementation of automatic marking software Excel [J]. Education teaching forum， 2016（43）： 255?256.