（教育技术学专业论文）计算机辅助英语考试系统中评分子系统的设计与实现.pdf

u n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g yo fc h i n a adi s s e r t a t i o nf o rm a s t e r sd e gr e e r e v i e ws u b s y s t e md e s i g na n d i m p l e m e n t a t i o ni nc o mp u t e r - a s s i s t e d t e s t ings y s t e m e s t | ng a u t h o r sn a m e ： j u n j i el i s p e c i a l ： e d u c a t i o n a lt e c h n o l o g y s u p e r v i s o r ：p r o f m i l lw ue n g i n e e ry a n y e f i n i s h e dt i m e ： m a y , 2 0 1 2 中国科学技术大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成 果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写 过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确 的说明。 作者签名：巷缝杰 签字日期：趁雎，压! ff 中国科学技术大学学位论文授权使用声明 作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥 有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交 论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人 提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 曰公开口保密( 年) 名：生缝 一一 签字日期： 迎。：f 签字日期：骝4 ，山一 摘要 摘要 语言测试在语言教学中发挥着重要的作用，测试的形式也随着不同时代的技 术发展而改变着。随着计算机技术的发展，计算机辅助语言测试系统的应用研究 也在不断深入开展。本文针对现有计算机辅助考试系统中的评分子系统存在的一 些问题进行了重新设计和实现以改进不足之处和增加新的需求。 本文首先对系统的需求分析进行了详细阐述，然后依据交互设计理论中设计 流程，研究并设计了一种友好的评分交互方式；其次，研究了教育测量学中有关 成绩分析和试卷质量评价的理论和技术，提出了一个分析与评价体系，并对实现 过程中所涉及的数据库、算法等内容进行了设计。最后根据需求分析及前文的研 究成果，设计并实现了系统，并对实现过程中的技术难点和重点算法进行了重点 阐述。 本文设计实现了交互友好且稳定性高的计算机辅助评分系统，满足了高校教 师的完成计算机英语考试的评分需求：系统中成绩统计分析与试卷质量评价功 能，为后续教学科研工作提供了原始数据和统计结果，对试卷反馈和教学成果反 馈都有一定的参考意义。 关键词：评分子系统交互设计成绩分析试卷质量 摘要 a b s t r a c t a b s t r a c t l a n g u a g et e s tp l a y sa l li m p o r t a n tr o l ei nl a n g u a g ei n s t r u c t i o n a st e c h n o l o g y d e v e l o p s ，d i f f e r e n tf o r m so f t e s tc o m ei n t ob e i n g w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e r t e c h n o l o g y , t h ea p p l i c a t i o no fc o m p u t e r - a s s i s t e dl a n g u a g et e s t i n gs y s t e mi sa l s o c a r r i e do u ti nad e e p g o i n gw a y i nt h i sp a p e r , t os o l v et h ep r o b l e m se x i s t i n gi nt h e r e v i e ws u b s y s t e m ，t h en e ws y s t e mw a sr e - d e s i g n e da n di m p l e m e n t e di no r d e rt o m a k eu pf o rt h ed e f i c i e n c i e sa n da d ds o m en e wr e q u i r e m e n t s f i r s t l y , t h ep a p e ra n a l y z e dt h ed e t a i lo fr e q u i r e m e n ta n a l y s i so ft h i ss y s t e m ； s e c o n d l y , b a s e do nd e s i g np r o c e s si ni n t e r a c t i o nd e s i g n , s t u d i e sa n dd e s i g n si na f r i e n d l yi n t e r a c t i o nf o rs c o r i n g ；n e x t , s o m et h e o r i e sa n dt e c h n o l o g ya b o u tr e s u l t a n a l y s i sa n dp a p e rq u a l i t ya s s e s s m e n ti ne d u c a t i o n a lm e a s u r e m e n th a v eb e e ns t u d i e d ， a n das c i e n t i f i cs y s t e mf o ra n a l y s i sa n de v a l u a t i o nh a sb e e np u tf o r w a r d b e s i d e s ， a u t h o rh a sd e s i g n e dt h ed a t a b a s ea n da l g o r i t h m sw h i c ha r ei n v o l v e di nt h ep r o c e s so f i m p l e m e n t a t i o n f i n a l l y , a c c o r d i n gt or e q u i r e m e n ta n a l y s i sa n dt h er e s u l to fp r e v i o u s r e s e a r c h ，t h ew r i t e r sn o to n l yh a v ed e s i g n e da n di m p l e m e n t e dt h i sr e v i e ws u b s y s t e m ， b u ta l s oe m p h a s i z et h et e c h n i c a ld i f f i c u l t i e sa n dc o r ea l g o r i t h m s i nt h i sp a p e raf r i e n d l yi n t e r a c t i o na n dh i 曲s t a b i l i t yc o m p u t e r i z e dr e v i e ws y s t e m i sd e s i g n e d ，m e e t i n gt h er e q u i r e m e n t so fu n i v e r s i t yt e a c h e r st oc o m p l e t et h es c o r eo f c o m p u t e r - a s s i s t e de x a m i n a t i o n t h ef u n c t i o nt oa n a l y z er e s u l t sa n de v a l u a t ep a p e r q u a l i t yi ns y s t e mp r o v i d e sr a wd a t af o rt h ef o l l o w i n gt e a c h i n ga n dr e s e a r c hw o r k ，i t a l s oh a v es o m er e f e r e n c ev a l u eo nt h ep a p e r sf e e d b a c ka n dt e a c h i n go u t c o m e s k e yw o r d s ：r e v i e ws u b s y s t e m ，i n t e r a c t i o nd e s i g n ，s c o r ea n a l y s i s ，p a p e r q u a l i t y i i l a b s t r a c t i v 目录 目录 摘要i 第1 章绪论1 1 1 研究背景1 1 2 英语考试系统中评分方式的现状分析2 1 3问题提出3 1 4 研究内容4 1 5 论文的逻辑结构5 第2 章评分子系统的需求分析7 2 1 系统概述7 2 2 功能分析8 2 2 1加密锁校验9 2 2 2答卷包解压处理9 2 2 3 答卷展示9 2 2 4阅卷评分1 0 2 2 5 评分结果输出1 0 2 2 6评分结果上传1 0 2 2 7成绩统计分析与试卷质量评价11 2 2 8系统自动升级1 l 2 3 性能需求1 2 2 4 安全需求1 2 2 5系统开发选用的工具和技术1 2 2 5 1 q t 图形界面开发框架1 3 2 5 。2v i s u a ls t u d i o 集成开发环境，1 3 v 目录 2 5 3 w e b k i t 组件1 4 2 5 4 x m l 文档1 4 2 5 5 s q l i t e 数据库系统1 4 2 6 本章小结1 5 第3 章评分子系统的相关研究及设计1 7 3 1 评分交互设计的研究与设计1 7 3 1 1 评分交互设计概述1 7 3 1 2评分交互设计1 7 3 1 3 评分交互设计方案技术实现2 0 3 2成绩统计分析与试卷质量评价研究与设计2 2 3 2 1 教育测量学中的相关基本概念2 2 3 2 2 成绩统计分析与试卷质量评价的内容2 3 3 2 3成绩统计分析与试卷质量评价的设计2 4 3 3 本章小结2 6 第4 章评分子系统的设计与实现2 7 4 1评分子系统主界面设计2 7 4 2 加密锁校验2 8 4 2 1 概述2 8 4 2 2 加密锁校验的实现2 8 4 3 答卷包解压处理2 9 4 3 1 概述2 9 4 3 2答卷包的解压2 9 4 3 3答卷包的处理3 1 4 4 答卷展示3 6 4 4 1概述3 6 4 4 2动态生成答卷展示内容的设计3 6 4 4 3动态生成答卷内容的实现3 6 4 5 阅卷评分一3 9 4 5 1概述3 9 4 5 2阅卷打分的设计4 0 4 5 3 阅卷打分的实现4 0 目录 4 6 评分结果输出4 1 4 6 1 概述4 1 4 6 2评分结果输出功能设计4 2 4 6 3评分结果输出功能实现4 2 4 7 评分结果上传4 3 4 7 i 概述4 3 4 7 2评分结果上传设计4 3 4 7 3 上传评分结果的实现4 4 4 8 成绩统计分析与试卷质量评价4 5 4 8 1概述4 5 4 8 2 流程设计4 6 4 8 3 技术实现4 6 4 9 系统自动更新4 8 4 。9 。1概述4 8 4 9 2 系统自动更新设计4 8 4 9 3系统自动更新关键步骤实现4 8 4 1 0 系统测试评价4 9 4 1 0 1测试方法4 9 4 1 0 2 结果分析4 9 第5 章结束语5 1 5 1总结一5 l 5 1 1研究成果一5 l 5 1 2系统特色5 l 5 2 前景展望5 2 参考文献5 3 致谢5 5 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果5 7 v 目录 目录 表目录 表1 1 两种评分子系统对比总结表3 表3 1 三种候选方案的可用性性能2 0 表3 2 试题质量评价指标表2 5 表3 3 试卷难度区分度指标表2 6 表3 4 试卷信度效度指标表2 6 表4 1 答卷包的文件结构表2 8 i x 目录 x 目录 图目录 图2 1 计算机辅助考试系统流程图8 图2 2 评分子系统流程图8 图3 1 候选方案一设计图1 9 图3 2 候选方案二设计图1 9 图3 3 候选方案三设计图1 9 图3 4 成绩统计分析与试卷质量评价的框架图2 4 图4 1 评分子系统主界面图2 7 图4 2 答卷包文件组织结构图3 0 图4 3 试卷包文件组织结构图3 0 图4 4 答卷文件组织结构图3 0 图4 5 系统中各自定义结构体图3 1 图4 6a n s w e r s x m l 文档结构图3 2 图4 78 j 3 s w e r x m l 文档结构图3 4 图4 8 答卷展示效果图3 6 图4 9s c o r e s x m l 文档结构图3 9 图4 1 0 打分条效果图4 0 图4 1 1 评分结果输出过程流程图4 2 目录 图4 1 2 评分结果上传界面图4 3 图4 1 3 上传评分结果流程图4 4 图4 1 4 成绩分析流程图4 6 图4 1 5 考生成绩表4 7 图4 1 6 学生成绩分析功能模块界面4 7 x 第1 章绪论 1 1 研究背景 第1 章绪论 语言测试在语言教学中发挥着非常重要的作用，它是一门既古老又年轻的学 科，虽然现代语言测试的历史不到百年，但是语言测试却有很长的历史渊源 ( s p o l s k yb ，19 9 5 ) 。语言测试是应用语言学的一个重要分支，它涉及教学法、 二语习得理论、语用学、认知心理学、教育测量学、计算机科学等多个学科( 薛 荣，2 0 0 8 ) 。语言测试除了对学生的学习情况做出诊断和反馈的功能外，它还有 选拔学生、科学合理编排班级和科研等用途( 刘润清、韩宝成，2 0 0 0 ) 。不同时 期由于具有的技术形式和技术能力不同，语言测试采用的测试方法和形式也不 同。传统意识中，提及测试人们一般会认为是书面考试。但随着当代计算机技术 的不断发展，计算机在人们的学习、工作和生活等各个方面都发挥着越来越重要 的作用。将计算机技术应用于语言测试，在模拟传统纸质考试习惯的同时，利用 计算机技术设计和开发新颖的考试风格，于是就实现了计算机辅助语言测试系 统。 计算机辅助语言测试系统( c o m p u t e r - a s s i s t e al a n g u a g et e s t i n gs y s t e m ， c a l t s ) ，是指以教育测量学为理论指导，利用计算机相关技术开发的基于计算 机的辅助考试系统。其目的是利用计算机技术，便捷地对考生实施测试以检测学 习者的语言能力；同时对测试结果进行统计分析，以达到反馈教学成果和检测是 否达到预期测试目标的目的。计算机辅助语言测试系统是考试组织者和考生完成 一次完整考试的软件系统，一般应包括出题组卷、考务管理、现场考试和阅卷评 分等主要功能( 余继飞，2 0 0 5 ) 。特定地，利用计算机辅助语言测试系统进行英 语考试的系统可以叫做计算机辅助英语考试系统，简称英语考试系统。 计算机辅助英语考试已经成为英语考试的一种趋势。在国际语言测试实践方 面，t o e f li b t ( 即托福网络考试) 始于2 0 0 5 年末，并在2 0 0 6 年在全世界普及， 它已逐步地取代了传统的纸笔考试，成为t o e f l 考试的主要考试形式。在国内方 面，从2 0 0 8 年1 2 月开始，大学英语四、六级考试逐步开始试点使用计算机化考试， 而且这也是大学英语四、六级考试改革方向之一( 金艳，2 0 0 5 ) 。 计算机辅助英语考试系统相比于传统英语考试具有以下很多的优点：考试系 统一般都有试题库供考试组织者选择，组卷人员可以轻松使用自动组卷方式或手 工组卷方式组卷，这就大大节省了考试准备的人力成本；考试过程使用计算机进 第1 章绪论 行考试，真正实现无纸化作业，杜绝了传统考试中试卷印刷、运输等可能带来的 泄密问题，大幅降低了考试运行和管理成本；考试过程中，可以利用计算机技术 实现友好的考试界面及作答结果自动保存，以达到人机交互的最友好化，节约考 生宝贵的考试时间，同时减轻考生考试过程中的心理压力。由于这些优势，国内 外使用计算机展开大规模语言测试的实践也有很多( 余继飞，2 0 0 5 ；胡萍，2 0 0 8 ； 徐一峰，2 0 0 5 ) 。 考试结束后，计算机辅助英语考试系统的评分子系统相对子传统阅卷方式也 有很多的优点：无需答题卡，方便计算机自动评阅客观题和一部分主观题，减轻 阅卷教师的工作量；阅卷工作结束后，可以方便的完成成绩统计工作等。 评分功能是计算机辅助评分子系统中最基本的功能，其评分交互方式是否友 好直接关乎到教师的使用感受，而完成一次评分动作教师需使用键盘的次数、点 击的鼠标次数等都是评价的标准。除评分功能这个基本功能外，阅卷结果和最高 分、最低分、平均分等相关统计信息是教师比较关心的，所有成绩的统计分析也 是十分必要的；同时在成绩统计的基础上如能实现试卷质量评价等功能，则可为 试卷质量反馈和课程题库的建设提供很大帮助。 1 2 英语考试系统中评分方式的现状分析 计算机辅助评分方式是基于计算机辅助考试系统的评分方式，其完全无纸化 操作。目前计算机辅助考试系统已经有很多，大规模应用的系统主要有以下几个， 大学英语四、六级机考以和外教社大学生英语1 2 1 语考试系统等。 大学英语四、六级考试是由“国家教育部高教司 主办的一项全国性的教学 考试，分为四级考试( c e t - 4 ) 和六级考试( c e t - 6 - ) ，每年各举行两次。其目的是 对大学生的实际英语能力进行客观、准确的测量，为大学英语教学提供服务( 大 学英语四、六级考试官网) 。大学英语四、六级计算机辅助考试( 简称“四、六 级机考”) 是2 0 0 8 年1 2 月份首次试点实行的，自实行以来，已在全国1 0 0 0 多所高 校试点，并取得很大成功。“四、六级机考 相比传统书面考试更加重视英语综 合应用能力的考查，将听说读写融为一个有机整体作为考查内容，更好的为考查 考生能力服务。“四、六级机考 的阅卷方式主要是采用网络阅卷的方式，其中 主观题部分由评阅教师采用基于浏览器的在线评阅系统实现人工评阅，教师使用 账户密码登陆网上阅卷评分系统，完成考生答卷的评阅。客观题同样由计算机评 阅，最大限度的保证评阅的客观公正性。 外教社大学生英语1 3 语考试系统( 简称“口考系统”) 是2 0 0 5 年中国科学技 术大学与上海外语教育出版社联合研制的( 余继飞，2 0 0 5 ) 。本系统是针对现有 2 第1 章绪论 英语口语考试系统难于满足高校大规模英语口语测试的需求而设计实现的，经过 多年高校期末考试实践以及高校用户的反馈，已经证明本系统良好的可靠性和实 用性。一场考试完成之后，每个考场会生成一份答卷包并将此答卷包自动上传至 文件服务器。待所有考试完成之后，考试进度进入阅卷阶段。此时考务管理人员 将所有答卷包按一定分配规则分配给评阅教师，评阅教师使用评分客户端完成评 分工作。评分客户端不仅可以在线评阅试卷，还能使用离线方式评阅答卷包。评 阅界面上主要包括答卷列表、试卷展示区域、答卷音频播放工具和评分工具。教 师评阅时同样按照一定评分标准对每份答卷给出分数。所有评分工作结束之后， 由系统管理工具完成分数的统计工作，避免了人工统计的失误，保证考试分数的 客观公正。由于此考试系统是为英语口语考试系统开发，所以其评分子系统仅能 评阅口语类试题，对文字类试题无法评阅。 对两种英语考试系统中的评分子系统进行对比总结，可以得出表1 1 。 表1 1 两种评分子系统对比总结表 。 ： j 。“ “( i 一四、六级极考j l 薹。l | j j，鬃。? 绻霸纛系统誊；誊：。，、 ， 一r ” 、”l o o = 二“o 二一 网络状态在线在线离线 评分工具介质浏览器评分客户端 i 评阅 客观题计算机评阅 i 方式 主观题人工评阅人工评阅 答卷展示界面丰富，题型支持完整，即可在线实时评阅，也可不依 优点 具有良好的评分交互性 赖网络进行阅卷 仅支持口语题型评阅、评分交 缺点网络依赖性强 互性有待提高 1 3 问题提出 本文是在总结其他评分子系统的优缺点的基础之上，取长补短，选取“口语 考试”系统中的评分子系统进行优化设计并实现。在评分客户端设计时采用离线 阅卷，评阅完成后上传评阅结果的方式，这样就减少了对网络的依赖性。本文中 评分子系统依然采用评分客户端的方式进行设计实现。 评分客户端中评分交互方式的设计是软件交互设计的内容。由于本英语考试 系统可以支持多种考试题型，既包括文字性试题，又包括口语性试题，所以这就 为不同题型的评分交互方式的设计提出了问题。如何展示所有考生的答卷，如何 方便教师在评阅时预览试卷，如何实现快速方便的评分等，这些都是评分子系统 第1 章绪论 中评分交互方式需要考虑的问题。 传统纸质书面考试结束之后，分数的统计核算工作是相当繁杂的。一般都是 由评阅教师进行单个考生试卷总分核算之后，再进行汇总和分析。由于这项工作 的繁杂性，难免会出现核算错误的情况。而且长期以来，大多数的试题是命题教 师依据个人经验命题的，对试题缺乏科学性的筛选，对考试结果的分析也仅仅局 限于平均分等简单的统计。因此，这种试题和学生成绩很难成为客观衡量教学成 果的标准和依据。解决这个问题的唯一方法是建立一套科学的成绩统计分析与试 卷质量评价体系，按照教育测量学的相关理论方法，通过对成绩的测量与分析， 实现对试题的科学筛选及试卷质量的评价，并且为试题库的建设提供依据，做到 对学生学习水平的准确评价，使考试逐步走上科学化和规范化的轨道。 综上所述，作者提出了以下研究问题： 问题一：如何设计并实现一种交互友好且稳定性高的计算机辅助评分系统? 问题二：如何利用教育测量学的有关理论和方法，实现对评分结果的分析和 试卷质量的评价? 1 4 研究内容 首先，本文详细分析了评分子系统的功能需求、性能需求和安全需求。并对 系统开发过程中涉及的相关技术进行了简单介绍。 然后，本文针对以往评分系统中评分交互方式较差的问题，依据交互设计中 的相关理论，按照交互设计的一般流程，设计了三种评分交互设计候选方案，在 构建和评估三种设计方案的基础之上，选择出一种最佳方案，并根据用户意见对 最佳方案改进了一些改进以形成最终使用方案。在确定最终方案之后，本文给出 了相关技术解决方案。同时，根据评分结果分析的新需求，研究了教育测量学中 的相关理论，形成了一个科学的成绩统计分析与试卷质量评价体系，并阐述了此 体系中所包含的具体内容和方法。 最后，本文根据前文的需求分析和研究成果，详细论述了评分子系统的设计 步骤和关键步骤的解决方案，并对开发过程中的难点给出了详细阐述。 本文所论述的评分子系统是本教研组与某外语教育出版社的合作项目，作者 负责的工作主要包括：评分子系统开发、各子系统自动升级模块开发及相关文档 撰写等。 本文前期采用文献调研的研究方法对现有计算机辅助英语考试系统及其评 分子系统进行了研究。之后，通过实践研究法完成了评分子系统的设计与实现工 作，并成功应用于实际考试中。最后，结合文献调研法和实际研究法，设计并实 4 第1 章绪论 现了评分子系统的新功能模块，完善了评分子系统的功能。 1 5 论文的逻辑结构 本文内容各章标题从前至后分别为绪论、评分交互设计研究、成绩统计分析 与试卷质量评价研究、评分子系统的需求分析、评分子系统的设计与实现和结束 语共六章内容。现将各章主要内容简述如下： 第l 章绪论：陈述本文的研究背景、评分子系统研究现状、提出所要研究 的问题并阐述研究内容和研究方法。 第2 章评分子系统的需求分析：阐述评分子系统的需求分析，明确各功能 模块和相关性能需求。 第3 章评分子系统的相关研究及设计：评分交互设计研究，研究了评分交 互的设计流程并依据此流程设计了一种友好的桌面式w e b 评分交互 环境，并阐述了技术实现过程中的难点。成绩统计分析与试卷质量 评价研究，研究了教育测量学中成绩统计分析的相关基本概念和具 体内容，并研究了具体的分析技术和试卷质量评价方法。 第4 章评分子系统的设计与实现：具体阐述评分子系统的设计与实现相关 关键细节。 结束语：对本文的工作成果加以概括总结，并指出仍然存在的问题和后续需 要改进的不足之处，以为后续研究者提供参考。 第1 章绪论 6 第2 章评分子系统的需求分析 第2 章评分子系统的需求分析 本章首先概述整个系统，明确评分子系统在整个系统中所处的位置。其次在 此基础之上，对评分子系统进行系统功能分析、性能需求分析和安全需求分析。 最后，对系统开发所涉及的相关技术进行简单介绍。 2 1 系统概述 本文所论述的评分子系统是通用考试平台计算机辅助考试系统中的一部分， 此考试系统是笔者所在课题组与某出版社的合作项目。计算机辅助考试( “机考”) 系统是为满足高校组织全校性大规模计算机辅助英语考试的需求而设计开发的， 同时系统也提供了模拟训练模块供学生自测之用。系统考试主要流程为首先将学 习平台的w e b 管理子系统所输出的试卷使用现场考试子系统呈现在计算机屏幕 上，考生观看后与计算机进行交互并对试卷做出解答，系统收集考生答题结果后 将其提交给评分子系统处理，答卷处理完毕将评阅结果反馈给w e b 管理子系统。 计算机辅助考试系统主要包括： 1 试卷预览。预览w e b 管理子系统导出的试卷，便于确认试卷的完整性、 有效性，确保能用于计算机辅助考试。试卷的呈现形式与试卷向考生呈 现的形式相同。 2 考场设置。设置考场所在教室的座位排列方式，维护考场所用加密锁。 3 考试监控。选择考卷后，开启一场考试，监控考生的考试状态，给考生 发送指令指引考生完成考试。 4 考试作答。登记考生信息，提交给考试监考功能模块记录，接受考试指 令，并在考试开始后将考卷按预定顺序在计算机屏幕上呈现，指引考生 按照提示与计算机进行交互答题。 5 答卷评阅。阅卷教师评阅考生答卷，做出评分，输出评阅结果。 以上功能关系如图2 i 所示： 第2 章评分子系统的需求分析 2 2 功能分析 r j 、 堂夕 圃 图2 1 计算机辅助考试系统流程图 阑 i 瀚麟黼麟i 幽 评分子系统的主要功能是为阅卷教师提供一个实用的阅卷工具，帮助他们快 速有效地完成阅卷工作，同时保护系统开发者权益，需要软件授权功能。在调研 和分析用户( 即评阅教师) 需求的基础上，我们明确了评分子系统的主要功能模 块：加密锁校验、答卷包解压处理、答卷展示、阅卷评分、评分结果输出、评分 结果上传、系统自动更新和成绩统计分析与试卷质量评价。各功能主要流程如图 2 2 所示： 答卷 阅卷员 答卷包 选择 加密锁 校验 雠 嗣 压处理 i 上传结果 输塞霎阅m 登录结果 一一 成绩统计分析与 试卷质量评价 图2 2 评分子系统流程图 第2 章评分子系统的需求分析 评分子系统以现场考试系统输出的答卷包为输入，首先在校验答卷包合法之 后，使用加密锁将答卷包解压；然后系统将解压出的答卷数据进行处理，以便进 行答卷展示和生成评阅工作相关信息；再后评阅教师就可在评分界面上浏览和评 阅考生答卷；在选择的答卷包中所有考生答卷评阅完成之后，对评阅结果进行加 密压缩；评分完成之后，通过成绩统计分析与试卷质量评价模块完成相应功能， 同时可登录到文件服务器将评分结果上传。 2 2 1 加密锁校验 本系统中采用的是加密锁保护软件，防止被非授权使用。现场考试子系统导 出的答卷包是经过加密锁加密的，没有加密锁或者加密锁非法将无法使用本评阅 系统完成评分工作。 本系统中将答卷包的学校编号和加密锁里的学校编号作比较，若相同则通过 校验，继续进行下一步；若不同则非法。 2 2 2 答卷包解压处理 在校验答卷包合法之后，即可通过加密锁对所选择的答卷包进行解压。此过 程是在加密锁内部进行的，通过硬件及事先已经写入的解密算法实现的。 每场考试完成后，监考机导出一个后缀名a p g s 的答卷包文件，包含了所有本 场考试的考生的答卷以及考试的相关信息，如试卷名称、考试日期、考场信息等。 一份答卷包是由答卷包索引文件( 命名为a i l s w c r s x m l ) ，一份对应试卷包 ( p a p e r p p g ) 和一组考生答卷列表组成。 当所有本次考试所有场次考完后，考务人员收集这些答卷包，放在同一目录 里交给阅卷人员，或分为几份将每一份分别交给一个阅卷人员。阅卷人员得到这 个目录后，放入到本地磁盘内。阅卷教师打开本评分子系统后，到答卷包所在目 录下，选择其中一个答卷包后，程序解析此答卷包，解压出索引文件、试卷包和 所有答卷包，然后对以上文件分别处理。解析索引文档得到考场相关信息等。解 压试卷包得到试卷p a p e r x m l ，解析此x m l 文档得到试卷信息，取出此答卷包含 有的待评阅的题型列表并显示在界面上。最后解压出所有答卷并解析所有 a n s w e r x m l 得到所有答卷信息。 2 2 3 答卷展示 答卷使用q t w e b k i t 组件展示，答卷是根据从解压出的答卷和试卷相关信息动 态生成为h t m l 文档并将h t m l 3 之档设置到c 州v e b l d t 相关控件中进行展示的。答 第2 章评分子系统的需求分析 卷展示要求结构简单明了，以列表形式列出所有答卷，并且在答卷中的每小题后 应设置打分条以供评阅教师评分。当阅卷教师点击其中一个题型时，程序读取当 前答卷包内所有的此试题的答案依次显示在界面上( 按题型评分) 。当切换题型 之后，答卷展示不仅要展示答卷的内容，还应根据当前已经评阅后各小题分数将 其显示到答卷展示区域中的相应打分条上。 2 2 4 阅卷评分 阅卷教师只评阅试卷中主观题部分，客观题部分可由评分系统自动评阅并记 录。 阅卷教师评分时，直接阅读考生某小题的答案或试听其答案( 口语题) ，在 评阅结束后，即可在本题旁的评分区域打分。评阅教师可拖动滑块评分，拖动过 程中滑块上方会动态显示当前分数，当拖动结束时即调用分数保存函数，将所评 分数保存到分数文件中。 在左侧下方的答卷列表中，包含答卷名称、当前题型得分和主观题总得分三 个项目。当前题型评阅完成后，本列表中相应的答卷行中当前题型项目背景色会 显示为绿色( 默认为灰色) 并显示得分，当某答卷的所有主观题评阅完成之后， 其主观题总得分项目同样会改变背景色为绿色并显示总得分。点击相应答卷即可 快速定位到相应答卷在答卷评阅区域中的位置。 2 2 5 评分结果输出 评分过程中，评阅的结果和进度信息采用x m l 文件存储，文件名为s c o r e , 8 x m l ， 这个文件会保存在程序临时目录之下。评分结束之后，程序将s c d r e s x m 文件通 过加密锁加密压缩成分数包，分数包文件后缀名为s p g ，文件名与答卷包相同， 与答卷包在同一目录之下。所有答卷评阅完成之后，系统会提示阅卷教师是否上 传评阅结果，选择上传后在网络正常的情况下即可将此文件提交到w e b 管理子 系统进行统计。上传结果完成之后，答卷包与分数表文件名前增加符号“一”以 表示此答卷包已评阅且上传完毕。 2 2 6 评分结果上传 将阅卷结果上传至w e b 管理系统指定的服务器中。阅卷结果( 分数包) 通 过f 1 p 上传到文件服务器。调用w e b 页面通知管理系统。u r l 形如： u s e r s e o r e u p l o a d a s p x t s n = 数包名称) & d i d _ 加密锁机器码) 其中试卷包名称由用户输入。 1 0 第2 章评分子系统的需求分析 上传前询问管理中心该答卷包阅卷结果是否己上传过。询问接口为 u s e r s e o r e q u e r y a s p x ? m = 考场名称) & n 1 0 = 考试场次) t 卢 考试时间) & r = 随机 数 ；返回结果为) a 嘴式： 未提交过： f a l s e 已提交过： t r u e 教师姓名 l 阕卷时f a q 2 2 7 成绩统计分析与试卷质量评价 使用教师在某次考试中所有评阅的考生答卷作为样本，当样本量达到一定数 量( 4 0 份) 之后即可启动本功能模块。 评阅教师完成一份答卷包的评阅之后将所有分数信息保存到本次考试对应 的数据库当中。数据库中需要包括以下四个数据表：考生分数表、考生成绩明细 表、试卷各p a r t 答题统计表和各小题答题统计表等，并且各表可导出为e x c e l 文 档。 考试分析报告需包括以下信息：第一部分为综合信息部分，包括课程名称、 考试人数、考试日期等信息。第二部分为考试成绩统计，包括优秀率、低分段率、 及格率、最高分、最低分、平均分等信息。第三部分为试卷质量评价，包括试卷 的难度、区分度、信度和效度等。第四部分为考试成绩正态分布检测，包括标准 差、偏态、峰态和正态检测结果。第五部分为考试成绩分布表，即各分数段的人 数分布情况。报告的动态生成格式为h t m l ，导出时可将其转换为p d f 格式。 2 2 8 系统自动升级 由于系统的不断改进和完善，用户所安装的系统版本就需要及时地更新才能 满足使用需求。系统自动升级模块就是为此而设计。系统自动升级模块的需求如 下： 1 系统启动时自动检测是否有新版本。如有则下载新版本安装包，否则启 第2 章评分子系统的需求分析 动系统主界面。 2 升级过程对用户是透明的。用户不会看到升级的过程，升级之后，旧版 主程序关闭并重启新版主程序。 3 自动升级功能可以根据用户需要自定义开关。 2 3 性能需求 1 答卷包解压过程应有进度显示。 2 答卷包解压完成后的数据处理时间应小于3 0 秒，且在此过程中用户不能 操作程序界面。 3 用户界面操作响应时间少于1 秒，教师评阅界面操作响应时间应小于0 5 秒。 4 系统中询问服务器响应时间应小于1 5 秒，在无法连接文件服务器时应在 最小响应时间内将信息反馈用户。 5 系统检测是否需要升级的相应时间小于1 5 秒。 2 4 安全需求 1 评分程序需要软件加密锁才能运行，应有很强的安全性，切不易破解。 2 答卷包需要软件加密锁才能解压，无软件加密锁或加密锁非法无法解压 并评阅答卷包。 3 上传文件服务器的用户名和密码以密文形式写在配置文件中，解密算法 应简单实用不易破解。 4 软件加密锁应有授权期限限制，在授权期限过后，软件加密锁应自动失 效。 2 5 系统开发选用的工具和技术 系统以面向对象编程( o o p ，o b j e c to r i e n t a lp r o g r a m m i n g ) 理论为指导，以 诺基亚公司的q t 开发框架作为应用程序开发语言和用户界面设计工具，以微软公 司的v i s u a ls t u d i o2 0 0 8 为软件开发环境。答卷评阅交互界面使用q t 的w e b k i t 组件， 答卷使用动态生成的h t m l 文档在w e b k i t 组件中展示，评分及保存使用j a v a , s c r i p t 与q t 交互调用。答卷及分数等数据采用x m l 文档格式存储。评阅完成后的分数 信息通过s q l i t e 数据库存储。 1 2 第2 章评分子系统的需求分析 2 5 1q t 图形界面开发框架 q t 是诺基亚开发的一个跨平台的c + + 图形用户界面应用程序框架。q t 使用 标准的c h ，它是自由且开发源代码的软件。它提供给应用程序开发者建立艺术 级的图形用户界面所需的所用功能。q t 是完全面向对象的，很容易扩展，并且允 许真正地组件编程。q t 编程的基础是信号和槽机制，它可以通过c o n n e c t o 语句把 互不了解的对象绑定在一起。c o n n e c t ( ) 形如：c o n n e c t ( s e n d e r , s i g n a l ( s i g n a ) ， r e c e i v e r , s l o t ( s l o t ) ) ；槽和普通的c + + 成员函数几乎是一样的，唯一的不同的是 槽还可以和信号连接在_ 起，在这种情况下，每当发送对豸y s e n d e