智能批改《機械設計基礎》網上作業系統的技術研究

林毅貞　黃平

摘? 要：隨著信息技術的快速發展，智能批改作業代替人工批改作業既是趨勢，也是一個難題。對網上作業系統的深入研究可以解決這一難題。文章主要介紹了機械設計基礎網上作業系統的功能，深入探討了網上作業系統中各種習題的設計與編寫方法，并對該系統的使用結果進行了分析。實踐證明：只要機械設計基礎網上作業系統設計得當，智能批改作業的方法值得推廣。

關鍵詞：智能批改;機械;作業;系統

中圖分類號：TP311.52? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）29-0145-04

Abstract： With the rapid development of information technology， it is a trend and a problem to replace manual correction of homework with intelligent correction work. However， a further research on the online homework submission and grading system can solve this problem. This paper mainly introduces the features of the online homework submission and grading system for Basics of Mechanical Engineering， discusses the design and formatting of various questions in the online homework and deeply analyses the result of intelligent grading. Practice has proved that as long as the online homework submission and grading system for Basics of Mechanical Engineering is properly designed， it is worthy to promote the method of intelligent grading.

Keywords： intelligent correction; machine; homework; system

目前，教育+人工智能已經成為現代教育發展的新趨勢，探索信息技術與教育教學的深度融合勢在必行[1]。網上作業作為教學信息化的主體內容之一，逐漸受到人們的關注，但研究并不多[2]，智能批改機械設計基礎作業系統更是缺乏[3]。在機械設計基礎教學中，絕大多數學生仍然采用紙筆在作業本上答題，教師仍然采用傳統的批改作業方式。這種作業方式不適應新時代教育現代化發展的要求，教師批改作業也是一項繁重的任務[4]。網上作業系統可以彌補傳統教學活動中作業環節的不足[5]，開發和設計一個智能批改作業系統有重要的實際意義和應用價值。

1 機械設計基礎網上作業系統的簡介

機械設計基礎網上作業系統由管理員管理專業、課程、教師和學生。網頁上有三個窗口：學生登錄、教師登錄、訪客登錄。如圖1所示。

教學過程中，主要用到的入口是學生登錄和教師登錄，使用方法如下：

1.1 學生登錄

學生可通過此入口進行注冊，輸入真實姓名、學號、密碼、電子郵箱，并選擇班級進行提交，教師審核通過后，學生方可以登錄進去在線做作業及提交作業，系統自動批改作業后，學生便可以查看分數及批改的情況。

1.2 教師登錄

教師須經管理員批準，方可登錄課程，對習題進行刪減、增加及修改;同時對負責班級的學生進行審核、開啟習題、關閉習題、自動批改、瀏覽學生答題情況、下載全部學生答題結果和統計數據等操作。

2 機械設計基礎網上作業系統中習題的設計與編寫

下面以既有圖片又有文字的混編題為例介紹網上作業的設計與編寫技巧。

在《機械設計基礎》習題中，有相當多的題型是混編題。這是最復雜的題型，其往往綜合考察了很多知識點，其形式也是多樣的，有時候需要對題中的各個小問題進行整合，以使其適應網上批改的場景。通常我們在設計答案的時候需要把文字部分和圖形部分同時進行編寫，利用Excel表格和相應的工具包生成所需要的asp文件和VBScript文件，利用AutoCAD、Photoshop或者用windows自帶畫圖工具加以處理圖片，存儲為jpeg格式并上傳到作業批改系統的服務器中。

因為我們用以判分的VB腳本是用圖片的像素來進行評判的，因此圖片中的像素點密度非常重要。我們要做的第一步是虛化圖片，學生在作業系統中下載虛化圖并按照題目的指示繪制相應的圖片，然后在系統中上傳，由系統中的預先寫好的VBScript實現網上自動批改。

下面以3-5b題為例介紹混編題的設計及編寫方法。

3-5b.繪制圖3-5b所示機構的運動簡圖，并計算其自由度[6]。

解：F=3n-2Pl-Ph=3×3-2×4-0=1

運動簡圖如圖3所示[7]。

該題的設計與編寫方法如下：

（1）把原圖命名為3-5b.jbg，利用虛化軟件把原圖虛化，另存為3-5b-0.jbg格式，在虛化圖中畫出答案圖，另存為3-5b-1.jbg，將三個圖形保存于同一個文件夾中。

（2）在Excel表格輸入題3-5b問答部分的內容，如表1所示。

（3）在同一個Excel表中輸入題3-5b畫圖部分的信息點，如表2所示

畫圖的審判標準需要用windows自帶畫圖工具打開圖3-5b-1，把所畫的線條首尾的坐標x1、y1、x2、y2填在表2中，與x軸所成的銳角角度小于45°的斜線為橫斜，與x軸所成的銳角角度在45°和90°之間的斜線為縱斜;若是矩形，則輸入對頂角兩點的坐標;若是圓弧，則輸入半徑和圓心坐標。線寬可選10，也可選15。

（4）打開非圖形題的工具包，輸入圖3-5b的尺寸長×寬及該題的表單號，點擊自動開始按鈕，如圖4所示。

則系統自動生成3個asp文件：一是題目和問題解答文件xt3-5b.asp，二是畫圖文件jx3-5b.asp，三是圖形和審判文件js3-5b.asp。

其中第一部分題目和問題解答的程序如下（只摘取一部分）：

……

    3-5b 繪制圖3-5b所示機構的運動簡圖，并計算其自由度。

……

第二部分是畫圖部分的程序（只摘取一部分）：

……

請下載下面的圖片，用windows自帶畫圖，選擇3～5倍粗黑色線寬在主圖上繪制機構簡圖。

可以剪切、復制線段，但不得縮放、扭轉圖片，并請仍按原格式（jpg）上傳。

……

第三部分是審判部分的程序（部分）：

……

response.write "下面是你的改圖：" & "

"

response.write "" & "

"

set f=nothing

set fso=nothing

%>

<%

dim conn， rs1， sql1， chaptername

Set fso=Server.CreateObject（"Scripting.FileSystemOb

ject"）

Set f = fso.OpenTextFile（Server.Mappath（ c_nickname & "＼" & "3-5b" & "--" & c_nickname & "--成績匯總.txt"）， 8， True）

f.WriteLine s_name & "的作業已經提交，成績得分為：" & i

……

（5）將同一文件夾中的圖3-5b.jbg、圖3-5b-0.jbg、3-5b-1.jbg和文件xt3-5b.asp、文件jx3-5b.asp、文件js3-5b.asp一一上傳至作業網頁中。該題編寫結果和生成的網頁如圖5所示。

在點擊提交數據后須繼續作圖按鈕后，呈現的頁面如圖6所示。

3 網上作業平臺的作業智能批改結果

機械設計基礎網上作業系統設計好后，教師可根據教學進度，在作業平臺上開通作業題，學生便可登陸進去在線做題，作業的時間可由系統設計為一個星期，也可由教師自由把握。學生做完作業點擊提交，系統便會自動批改作業。待該作業題關閉時，系統自動批改作業的詳細情況和分數便會顯示在學生及教師的頁面里。

圖7是作業系統對學生做題3-5b的自動批改結果。

系統對學生作業的批改情況是：答題錯誤之處用“x”表示;畫圖題錯誤之處直接指出，如“搖塊C錯誤”;沒指出錯誤之處的答題便是正確的。最后系統根據答對的情況自動給出分數。

系統將批改作業的情況反饋給學生及教師，使學生及時了解學習過程中對知識的掌握程度，促使他們更有效的進行學習;同時教師也能全面了解全班學生的學習動態，更有利教學。系統可以對全班每個學生完成作業的次數、缺交作業的次數、作業總分、平均分進行統計，一目了然。系統還可以發送作業到學生郵箱及教師郵箱、也可以打包下載所有作業等。

4 結束語

在筆者所任教的班級中，對119名學生進行調查，94名學生（占79%）覺得網上作業的形式方便，效果好;105名學生（占88%）會獨立完成作業，因為抄襲作業沒那么方便了;78名學生（占65%）覺得老師布置的網上作業太多了;110名學生（占91%）表示愿意采取這種作業方式。可見，機械設計基礎網上作業系統可以完成智能批改作業代替人工批改作業的作用，深受師生們的喜歡，網上作業的方式是提高機械設計基礎教學質量和效率的有效途徑，可以推廣使用。

參考文獻：

[1]唐亮.人工智能給未來教育帶來深刻變革[N].中國教育報，2018-01-04（02）.

[2]潘敏.高校“網上作業系統”的設計與實現[J].電腦知識與技術.2004（05）：60-61.

[3]陶翠.機械類課程自動組卷與批改系統的研究與開發[D].廣州：華南理工大學，2015.

[3]楊寧學，諸昌鈐.智能型遠程作業系統研究[J].計算機應用研究，2005（09）：87-89.

[4]王建.力學課程網上作業系統相關技術的研究與開發[D].成都：西南交通大學，2008.

[5]李罡，李雷.VisualBasic 6.0控件大全[M].北京：電子工業出版社，2000.

[6]李靖宇，史向坤，孔凡杰.機械設計基礎[M].大連：大連理工大學出版社，2010：8-9.

[7]黃平.機械設計基礎習題集[M].北京：清華大學出版社，2016：21-22，244.