基于XML技術(shù)的考試閱卷系統方案設計

O 引言

為解決對大面積學(xué)生操作能力考核閱卷需耗費大量師資力量的困難，本文在應用大學(xué)物理仿真實(shí)驗實(shí)現物理實(shí)驗考試，記錄學(xué)生實(shí)驗參數、實(shí)驗狀態(tài)和實(shí)驗結果的基礎上，提出了基于XML形式對考題所考知識點(diǎn)進(jìn)行描述，并通過(guò)對操作考試中記錄的實(shí)驗參數、實(shí)驗狀態(tài)和實(shí)驗結果的XML數據進(jìn)行解析評判，實(shí)現對操作考試的自動(dòng)評閱。本系統解決了面向大面積學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗實(shí)踐能力考核的難題。

1 基于XML實(shí)驗的閱卷系統

1.1 基于XML實(shí)驗閱卷系統結構

基于XML操作性考試閱卷系統結構如圖1所示，它由形式化的設計方案、試卷的制作、考試系統和評閱系統四個(gè)模塊組成，各模塊主要功能如下：

(1)形式化設計方案，即所有考點(diǎn)的描述方案。它包含了實(shí)驗中所有可能涉及到的知識點(diǎn)，將所有實(shí)驗虛擬儀器類(lèi)的知識點(diǎn)完整無(wú)歧義地轉換成相對應的實(shí)驗參數及實(shí)驗狀態(tài)，并以XML形式進(jìn)行描述。

(2)試卷的制作。針對教師所出的具體操作性試題，在(1)部分中進(jìn)行查找并生成一份操作題考試試卷，此試卷是以XML形式對要考的操作題相關(guān)實(shí)驗參數和實(shí)驗狀態(tài)進(jìn)行描述并作為共享數據而存在。

(3)考試系統。提供學(xué)生進(jìn)行考試的環(huán)境，實(shí)施考試。然后，考試系統根據學(xué)生的操作過(guò)程，抓取實(shí)驗過(guò)程中的實(shí)驗參數、實(shí)驗狀態(tài)和實(shí)驗結果，在學(xué)生確認提交試卷后，將實(shí)驗參數、實(shí)驗狀態(tài)和實(shí)驗結果以XML形式進(jìn)行記錄保存。

(4)試卷評閱。將教師所出操作性試題的相關(guān)實(shí)驗參數、實(shí)驗狀態(tài)和實(shí)驗結果與考試系統記錄的實(shí)驗參數、實(shí)驗狀態(tài)和實(shí)驗結果XML文件，分別進(jìn)行解析讀取比較，然后根據解析出來(lái)的評分規則對應給學(xué)生進(jìn)行評分。

基于XML的閱卷系統是在答案轉換器和評判模塊的配合下完成試題評判工作。在用戶(hù)的適當干預下，根據知識點(diǎn)分解原則，將自然語(yǔ)言描述的標準答案轉換成考試評分系統可以接受的規范化格式，然后程序員按照這個(gè)規范化格式文檔轉化成計算機能夠理解的計算機語(yǔ)言，即XML文檔。而評判模塊則是負責根據答案轉換器生成的XML格式的標準答案文件，對考生提交的文件進(jìn)行評估，在評分標準的指導下為考生文件打分，并將最終得分寫(xiě)入考生數據庫。

1.2 基于XML知識點(diǎn)的形式化描述

操作考試題目是由教師根據教學(xué)需要所出，而這些考試題目是由相關(guān)的知識點(diǎn)組合而成，其中知識點(diǎn)和實(shí)驗中的實(shí)驗參數和實(shí)驗狀態(tài)相對應。因此，我們對實(shí)驗考試題目進(jìn)行形式化描述分成兩個(gè)步驟：第一步，將考題分解成知識點(diǎn)，并將知識點(diǎn)以實(shí)驗參數、實(shí)驗狀態(tài)的組合進(jìn)行表示;第二步，在此基礎上采用統一的格式描述考試題、知識點(diǎn)、實(shí)驗參數、實(shí)驗狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系。

在形式化過(guò)程中，方案的設計是基礎，即提取考試題目中每一個(gè)知識點(diǎn)的信息，并設計出用于描述該知識點(diǎn)所對應的實(shí)驗參數和實(shí)驗狀態(tài)。

在對試題所要考察的知識點(diǎn)進(jìn)行描述的時(shí)候，為了使描述更加接近真實(shí)對象的實(shí)際情況，使描述的對象能夠完整無(wú)歧義地被描述，本文采用面向實(shí)體的系統分析和描述方法，采取實(shí)體、動(dòng)作、任務(wù)和交互，即EATI方法(Entity,Action,Task,Interaction)，把儀器實(shí)體類(lèi)當中的數據成員(一般屬性和行為、能力特性)以及類(lèi)的方法描述成實(shí)驗參數和由相關(guān)實(shí)驗參數組成的實(shí)驗狀態(tài)。此是形式化描述的第一步。

當把知識點(diǎn)提取出之后，本文以XML為基礎，以DTD或Schema的方式自定義一套標簽及其屬性，并定義它們之間的邏輯結構關(guān)系。我們采用自定義的標簽來(lái)描述試題-知識點(diǎn)-實(shí)驗參數和實(shí)驗狀態(tài)三者的邏輯關(guān)系，即一個(gè)實(shí)驗考題由相關(guān)知識點(diǎn)組成，而知識點(diǎn)與一些實(shí)驗參數和實(shí)驗狀態(tài)相對應，除此以外并對閱卷信息和評分規則等進(jìn)行描述。此即形式化描述的第二步，即結合XML來(lái)對所描述的知識點(diǎn)所對應的實(shí)驗參數和實(shí)驗狀態(tài)以XML的形式進(jìn)行表現。

典型試題-知識點(diǎn)-實(shí)驗參數和實(shí)驗參數的形式化方案及其儀器類(lèi)當中有關(guān)屬性的對應關(guān)系，如圖2所示。

其中，A：說(shuō)明所要考察知識點(diǎn)的名稱(chēng)、題號等信息。B：知識點(diǎn)類(lèi)型等信息。B部分當中，描述了數據的存儲類(lèi)型、學(xué)生是否可見(jiàn)等信息。C：記錄此知識點(diǎn)相關(guān)的實(shí)驗參數等信息。它可以是一個(gè)實(shí)驗參數，也可以是多個(gè)實(shí)驗參數組合所構成的實(shí)驗狀態(tài)。D：知識點(diǎn)的評分規則。此部分是把考題分數的給分區間、給分范圍等信息，以XML形式化描述的形式表示出來(lái)作為共享數據，這樣不僅能夠滿(mǎn)足不同教師在出題內容上可能存在的差異，而且也能夠滿(mǎn)足即使是同一個(gè)操作性題目，由于要求的不一樣，可能對相關(guān)的實(shí)驗參數和實(shí)驗狀態(tài)要求不一致的要求?；谝陨霞s束條件，本文制定的一個(gè)知識點(diǎn)的DTD(簡(jiǎn)略)如下：