專家系統(tǒng)在Word自動閱卷中的研究與實現(xiàn)

□封俊紅，張 捷，朱曉姝

（玉林師范學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院；廣西高校復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化與大數(shù)據(jù)處理重點(diǎn)實驗室，廣西 玉林 537000）

專家系統(tǒng)在Word自動閱卷中的研究與實現(xiàn)

□封俊紅，張 捷*，朱曉姝*

（玉林師范學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院；廣西高校復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化與大數(shù)據(jù)處理重點(diǎn)實驗室，廣西 玉林 537000）

針對計算機(jī)文化基礎(chǔ)中中文字處理Word自動評分問題，分析了?？碱}型及評分標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同類型題目的自動閱卷問題提出不同的評分方法和具體實現(xiàn)方法, 特別是對字體格式、段落格式、頁面設(shè)置、表格處理等多個模塊的自動評分做了詳盡的分析和研究，給出了自動評分的評分思路和實現(xiàn)方法.多次教學(xué)真實測試證明，此評分方法評分十分準(zhǔn)確，評分的效率也特別高，有很高的實用價值.

專家系統(tǒng)；Word；自動閱卷；知識庫；實現(xiàn)方法

1 引言

在各種與計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)有關(guān)的考試中，Word文字處理為必考題，分值在20-30分不等，而且目前基本上都采用上機(jī)考試的形式.如何應(yīng)用專家系統(tǒng)知識對Word題進(jìn)行自動評分，使其適合各種練習(xí)及考試是問題的關(guān)鍵所在.

Word文字處理主要包括：字體的格式化、段落格式化、分欄、首字下沉、Word文檔中的圖文混排以及表格的處理，包括插入表格、表格中插入公式等操作；另一項重要的知識點(diǎn)就是將更改的內(nèi)容以其他文件名保存，也就是文件另存為其他文件名.針對這些常考題型，應(yīng)用專家系統(tǒng)知識，采用不同的自動評分解決方案，使得每種題型的評分實現(xiàn)方式最方便、最快捷，評分時間最短、效率最高.我們對此進(jìn)行了深入研究，并運(yùn)用到開發(fā)的考試系統(tǒng)中，效果良好.下面以Visual Basic語言實現(xiàn)為例，對各種不同題目進(jìn)行自動評分.

2 專家系統(tǒng)及其評閱結(jié)構(gòu)介紹

專家系統(tǒng)的基本組成有：人機(jī)界面、知識庫，推理機(jī)、解釋程序、維護(hù)程序、綜合數(shù)據(jù)庫等.結(jié)合專家系統(tǒng)，給出自動閱卷的專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示[1-3].

這里的word評分知識庫比較復(fù)雜，但是并不混亂，知識庫中的知識，根據(jù)閱卷的各項要求及功能，實行模塊化管理（對于Word應(yīng)用能力測試中所涉及到的一些基本知識，題庫、答案等設(shè)計成模塊形式，如：試題庫模塊、答案庫模塊、當(dāng)前題分析模塊、分?jǐn)?shù)統(tǒng)計模塊、試卷分析模塊及試題評價模塊等），這也是專家系統(tǒng)不同于一般程序的功能所在；不同的題型知識庫中的模塊會有所不同，也就是應(yīng)題而異；知識庫中集中了專家的精華與智慧，幾乎包羅了Word的所有知識，這是此專家系統(tǒng)的一個核心組成部分.此專家系統(tǒng)知識主要來源于書本知識、一些教師的教學(xué)經(jīng)驗、專家的知識和經(jīng)驗，還有知識獲取程序里邊的有用知識，所有這些知識組建成一個龐大的知識庫.

圖1 Word題評分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 Word題評閱專家系統(tǒng)

Word題目的評閱界面使用可視化圖形界面的VB設(shè)計，Word題目的評閱界面由3部分組成，上部分顯示題庫中Word文檔在題庫中的題號及文檔名；中間部分顯示文檔內(nèi)容及具體的題目要求；下半部分顯示題型的具體設(shè)置.

各類知識庫的構(gòu)建

在Word操作題的考查中，題型如圖1所示，題型較多.專家系統(tǒng)在Word各類題型的評分中的應(yīng)用主要是對考生的操作結(jié)果進(jìn)行正確及錯誤的推理判斷.這部分的關(guān)鍵還是知識庫的構(gòu)建.

3.1 Word文檔打開知識庫的構(gòu)建[4-10]

在這個知識庫的構(gòu)建中設(shè)計了四種打開方式：

（1）點(diǎn)擊交卷后系統(tǒng)直接進(jìn)入閱卷系統(tǒng)

（2）評閱人打開考生文件夾

（3）手動從“我的電腦”打開考生文件夾

（4）手動從“資源管理器”打開考生文件夾

前兩種適用于多人參加測試的時候，后兩種適用于只有幾個人（一般不超過10人）的測試.系統(tǒng)可根據(jù)測試人數(shù)自動選擇打開方式.

3.2 字體設(shè)置知識庫的構(gòu)建

在文字設(shè)置子模塊里有幾乎Word所能用到的所有文字的設(shè)置.知識庫中包括所有的字體、字號、傾斜、加粗、加下劃線、下劃線的顏色、著重號的有無及文字效果的設(shè)置；還有要不要加邊框，邊框的線形、邊框顏色的設(shè)置；要不要加底紋，底紋的格式設(shè)置等.從圖2也能知道，凡在本節(jié)所涉及到的，在知識庫中都有詳細(xì)的說明.

圖2 字體設(shè)置知識庫

3.3 頁面設(shè)置知識庫的構(gòu)建

對于Word頁面設(shè)置知識庫的構(gòu)建以上題（2）為例加以說明，應(yīng)當(dāng)包括頁面設(shè)置的所有內(nèi)容，如紙張大小、頁邊距、頁眉、頁腳及頁碼等的設(shè)置.

3.4 表格設(shè)置知識庫的構(gòu)建

雖然Word表格處理功能沒有Excel表格處理的功能強(qiáng)大，但是它也是每位應(yīng)試者必須掌握的內(nèi)容.根據(jù)題目評閱知識庫中應(yīng)有表格處理知識，此知識庫中包含了表格大小的設(shè)置、行高、列寬、邊框和底紋的設(shè)置等.

3.5 圖文混排知識庫的構(gòu)建.

Word中圖形的處理包括插入剪切畫、插入文件中的圖片，繪制自由圖形及插入藝術(shù)字，以及對這些圖形及藝術(shù)字的處理，知識庫中包含了關(guān)于這些題目的?？贾R點(diǎn).對Word考查的所有知識在知識庫中的表示均采用基于規(guī)則的表示方法.

4 具體的評閱實現(xiàn)方法

題目評閱的實質(zhì)是系統(tǒng)將考生的做題的結(jié)果與題目本身的答案的屬性進(jìn)行對照，如果屬性相同則考生答題正確，并得到相應(yīng)的分值；如果屬性不符，系統(tǒng)就認(rèn)為答案錯誤，就不會得到該題的分值.

下邊舉例說明各類題型的具體評閱.

⑴ 檢查某一段落字體的評閱：

利用函數(shù)來完成段落字體的評閱，函數(shù)名為FontCheck，具體實現(xiàn)如下：

判斷Word文檔的rngPara范圍的字體名稱是否是題目要求的Font，如果是得到該題的得分Score，否則得分為0.

⑵ 段落底紋填充色的評閱

判斷所有段或者某個段落的底紋顏色，根據(jù)所有段和某個段落的不同，判斷不同的屬性，設(shè)置自定義函數(shù)ShadingCheck，實現(xiàn)代碼如下：

所有段落通過訪問rngPara范圍的集合ParagraphFormat.Shading的屬性BackgroundPatternColor，判斷是否是題目要求的SdCorlor，如果是得到該題的得分Score，否則得分為0.如果是判斷某個段落，則訪問rngPara范圍的集合Font.Shading的屬性BackgroundPatternColor.

⑷Word表格邊框的評閱.

檢測一個表格的左邊框的樣式、寬度和顏色時，可以先編寫自定義函數(shù)TblFrameCheck，實現(xiàn)代碼如下：

判斷表格的左邊框的樣式、寬度和顏色同時滿足題目要求時，得到該題的得分Score，否則得分為0.

在Word題目的批閱中，知識庫的構(gòu)建相對比較復(fù)雜，每一道題目都要建立相對應(yīng)的知識庫.先找相應(yīng)的文檔然后根據(jù)題目要求打開答案知識庫進(jìn)行批閱，如果正確就會得到相應(yīng)的分值，錯誤的就得不到相應(yīng)分值.在這些題目的評閱中分值不是前邊錯了，后邊一分也得不到，而是按步驟給出的，某一步對了，就得到該步的分值，這也是比較合理的.推理機(jī)的推理使用的是沖突消解的混合推理機(jī)制.

5 結(jié)論

自動閱卷是考試系統(tǒng)的關(guān)鍵，Word的自動閱卷是考試系統(tǒng)中的難點(diǎn)之一.本文應(yīng)用專家系統(tǒng)知識對Word操作題分門別類的進(jìn)行深入的研究探討，提出不同問題的評分方式和具體實現(xiàn)方法.此系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，評分準(zhǔn)確、快速.可用于日常練習(xí)，也可用于考試；即可做針對性的專項練習(xí)，比如Word部分、Excel部分、PowerPoint部分或基礎(chǔ)部分的專項練習(xí)，也可做綜合性的練習(xí)或考試.只要用此系統(tǒng)前對所使用的題目和答案的相應(yīng)模塊進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)置，在使用結(jié)束后，單擊交卷及評分，不到2分鐘，每個學(xué)生就能看到自己的總分，若想查看明細(xì)，也可查看明細(xì).若用于考試，也可實現(xiàn)不讓學(xué)生看到自己的成績，考試結(jié)束后，應(yīng)用本系統(tǒng)，不到20分鐘就可評閱100多份試卷，根據(jù)需要，不僅能得到每項明細(xì)也可得到總分，并對一些難點(diǎn)問題給出專家層次的解析，分?jǐn)?shù)還可導(dǎo)出為Excel表格.實踐證明，本文提出的Word操作題自動評分方法評分十分準(zhǔn)確，可以達(dá)到100%的正確率，評分的效率特別高. ■

[1]Jie Zhang, Junhong Feng. Research On Expert System of Automatic Scoring for Computer Basic Course Examination. International Conference on Advances in Computer Science, Environment, Ecoinformatics, and Education (CSEE 2011), Wuhan, China [C], 2011, 154-159. Springer Verlag.

[2]封俊紅，張捷.專家系統(tǒng)在Windows操作題中的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2009，5(15)：4034-4035.

[3]封俊紅. 基于專家系統(tǒng)的礦山辦公自動化應(yīng)用能力測試系統(tǒng)研究[D]. 西安建筑科技大學(xué),2008.

[4]王亞利, 李井竹. Word操作題自動閱卷技術(shù)的研究與實現(xiàn)[J]. 寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報, 2009(02): 84-87.

[5]李艷輝，李軍.Word操作題自動判卷系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機(jī)工程與設(shè)計, 2009(12): 3026-3029+3034.

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[7]姚利國, 姚暉. 計算機(jī)基礎(chǔ)考試中Office操作題自動閱卷的實現(xiàn)[J]. 四川教育學(xué)院學(xué)報, 2003(12): 85-86.

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[9]付海濤. Word操作題自動閱卷方案[J]. 軟件導(dǎo)刊, 2011(12)：54-55.

[10]陳永松. Office操作題自動閱卷組件設(shè)計[J]. 實驗室研究與探索，2013(08)：64-67.

【責(zé)任編輯 謝明俊】

Research and Implementation of Expert System in Automatic Scoring of Word

FENG Jun-hong, ZHANG Jie, ZHU Xiao-shu
(School of Computer Science and Engineering, Yulin Normal University, Yulin, Guangxi 537000)

Aiming at the automatic scoring problem in Word Processing, we analyze the often testing question types and scoring criterion. Different scoring methods and concrete implement methods are presented according to automatically scoring for different types questions. Especially, several modules such as font formatting, paragraph formatting, page setup, table processing, etc., are analyzed and researched in detail. The scoring thoughts and implement methods for automatic scoring are provided. Teaching real tests for many times demonstrates that the proposed scoring methods are very accurate and high-efficient, and have very high practical utility.

expert system; Word; automatic scoring, knowledge base; implement method

TP311.11

A

1004-4671（2015）05-0142-05

2015-09-16

玉林師范學(xué)院重點(diǎn)項目(2014YJZD05)，廣西高?？茖W(xué)技術(shù)研究項目重點(diǎn)項目（KY2015ZD099），廣西自然科學(xué)基金(2013GXNSFAA019337)，廣西教育廳重點(diǎn)項目（2013ZD055），玉林師范學(xué)院博士科研啟動基金(G2014005) ，廣西高校復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化與大數(shù)據(jù)處理重點(diǎn)實驗室開放基金 (2015CSOBDP0301 )。

封俊紅（1975～），女，玉林師范學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院講師，碩士，研究方向：數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)處理；E-mail: jgxyfjh@ 126.com。*

張捷（1974～），男，博士，研究方向：智能計算及其應(yīng)用、數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)處理；朱曉姝（1973～），女，碩士，教授，研究方向：數(shù)據(jù)挖掘、云存儲、分布式網(wǎng)絡(luò)計算。