基于 OMR 技术的考试管理系统的设计与实现

1、第20卷第4期2006年8月中国医学教育技术CH I N A ME D I CAL E DUCATI O N TECHNOLOGY Vol . 20No . 4Aug . 2006基于O MR 技术的考试管理系统的设计与实现王渊, 冯大鹏12(1西安交通大学医学中心, 陕西西安710061; 2西安交通大学教务处, 陕西西安710049【摘要】:考试是教学过程中一个重要的环节, 对考试试卷质量及考试成绩及时、有效地分析,是教学管理部门非常重要的工作内容之一。文章从教学管理策划和教学管理软件开发角度, 探讨了计算机和OMR (op tical mark reader 技术在考试分析中的应用和实现

2、, 并给出一个具体的自动阅卷和分析系统实例的设计原理和开发过程。【关键词】:OMR 技术; 考试管理系统; 自动阅卷【中图分类号】:G434【文献标识码】:A 【文章编号】:100425287(2006 0420344203The desi gn and rea li za ti on for OM R technology 2ba sed syste m of exam i n a m en tW ang Yuan , Feng apeng1(M edical Center of X i an J iaotong i an D ean s O ffice, X i an J U i an ,

3、 12【Abstract 】:Exa m inati on is an i in and learning, and theti m ely and valid analysis is one of the main tasks for teaching ad m inistrati on . of teaching ad m inistrati on p lanning and devel op ing, discusses and op mark reader (OMR technol ogy app lied in test analysis, p resenting p p le an

4、d its devel opment p r ocess of a s pecific aut o 2grading and test 2analyzing syste m.【Key words 】:op tical mark reader (OMR technol ogy; exa m inati on manage ment syste m; aut o 2grading1系统需求分析与系统功能概述人才培养的过程是按预定目标进行信息传递的过程, 即教师按照确定的教育目标将知识和技能传授给学生。为了达到这个目的, 利用考试阅卷结果产生的反馈信息对教学过程进行调节和控制是最重要的手段之一。为了

5、保证教学质量, 考试命题要求最大限度的客观评价学生, 既要兼顾教学重点内容, 又要兼顾知识面的测试, 客观上要求试卷信息量加大, 客观试题量增加。另外一个方面, 随着上世纪90年代以来, 高校招生规模不断增加, 虽然目前各高校招生量趋于稳定, 但对于医学院校来说, 一个专业也是几百人, 试卷份数增加, 教师不得不减少试题量。以上两个方面的矛盾, 要求寻找一种方法有效地提高教师阅卷效率, 缩短阅卷时间, 将教师从繁重的判卷中解放出来, 及时反馈教学授课质量, 同时能够分析考试结果和试题质量。近年来, 一种有效的解决方法是“光标阅卷方法+考试管理系统”。通过计算机和光标阅读机自动获取考试信息, 运

6、用教育测量学理论和数理统计方法进行分析, 获得试卷的区分度和难度等质量指标, 以及与考试成绩有关统计参数, 为教学质量的提1高提供科学可靠的理论依据。2软、硬件系统配置及总体设计思路与关键问题2. 1开发环境2. 1. 1软件环境操作系统:Windows Xp SP2开发工具:M icr os oft V isual Studi o . net 2003(编程环境 +Micr os oft Access 2000(数据库环境开发语言:Micr os oft V isual Basic. Net 2. 1. 2硬件环境计算机:CP U Pentiu m42. 4, RA M 512MB, 硬盘1

7、00G B, 显示器:19寸分辨率160031200, 32位增强色。收稿日期:2006203215作者简介:王渊(19732 , 男, 陕西蓝田人, 工学学士, 助理研究员, 主要从事教学管理及教育软件的开发与研究。第20卷第4期王渊等. 基于OMR 技术的考试管理系统的设计与实现345光标阅读机:采用北京五岳鑫信息技术有限公司O MR2000光标阅读机, 串口通信, 阅读量500张/次。2. 2设计思路与关键问题2. 2. 1数据库设计在数据库设计方面, 主要从数据冗余、数据一致性和程序复杂性方面考虑, 尽量减少数据表的个数, 缩小系统复杂性。本系统目前仅需要单机运行, 选择M icr o

8、s oft Access 2000设计数据库, 其扩展名为3. MDB , 采用DES 加密算法, 数据库加密为3. DAT 文件, 系统运行时恢复。固定数据表含有4种数据表学生基本信息表(Student 包括学生基本信息、学号、姓名、性别、年级、专业等信息(表1 。课程基本信息表(Course 包括课程基本信息、课程编号、课程名称等信息(表2 。用户信息表(U ser 包括用户基本信息、用户名、密码、操作权限等信息(表3 。考试信息表(Test_I nfo 包括考试基本参数、考试名称、考试科目、考试年级、机读卡格式文件存放路径、单选题数量、单选题分值、多选题数量、多选题分值、主观题数量、学生

9、答卷库名称、2名称、考试日期等信息(表4 表1字段名St_CodeSt_Name St_SexSt_GradeSt_Marj or 文本文本文本文本85022020备注学号姓名性别年级专业表2课程基本信息表字段名C U_Code数据类型文本长度6备注课程编号系统运行时动态生成2种数据表:学生答卷数据表、标准答案数据表。当添加考试信息的时候, 生成上述两张表。学生答卷数据表名格式为16位随机字符串, 标准答案数据表名格式为为16位随机字符串(与学生答卷数据表明格式相同 +Key 。学生答卷数据表, 包括固定字段学生学号、课程编号、试卷类型、成绩等字段、其它字段在系统运行动态生成。例如, 单选题2

10、题、多选题3题、主观题2题, 则动态生成数据表结构为:学号、课程编号、试卷类型、成绩、SS1、SS2、MS1、MS2、MS3、D irect or1、D irect or2。标准答案数据表, 包括固定字段试卷类型、其它字段在系统运行动态生成。例如, 单选题2题、多选题3题、主观题2题, 则动态生成数据表结构为:试卷类型、SS1、SS2、MS1、MS2、MS3、D irect or1、D irect or2。2. 2. 2设备连接( , rvfap i . dll 的文件, 该文件提供了V isual Basic 调用程序的接口。2 . 2. 3考试成绩分析算法限于本文篇幅有限, 不再赘述, I

11、 nternet 或教科书上相关资料很多, 这里只说明需要哪几类算法。试卷分析算法:平均数、标准差、试卷总体难度、信度、效度。试题分析算法:区分度、难度。2. 2. 4机读卡设计要求机读格式有自己的印刷技术参数要求, 不再赘述。需要说明的是卡的分区情况(图1 。表3用户信息表字段名U ser_NameU ser_PWD 数据类型文本文本长度2050备注用户名用户密码图1机读卡设计区域分布表4考试信息表字段名数据类型长度备注Test_Name 文本8考试名称Courses_Name文本50考试科目For mat_File文本2机读卡格式文件存放路径SS_Num 整型5单选题数量SS_M ark

12、整型5单选题分值M S_Num 整型5多选题数量M S_Mark 整型5多选题分值D irect or_Num 整型5主观题数量Ans wer_Stu文本20学生答卷数据表名称Ans wer_Key文本20标准答案数据表名称学生基本信息涂写区域:要求学生在该区域涂、写学号(必须涂, 是机器阅卷唯一标志 和姓名。试卷类型填涂区域:要求学生准确地涂自己所拿试卷类型(必须涂, 是判卷的标志 。课程基本信息填写区域:填写考试的正确信息, 考试名称, 考试日期。学生填涂区域:与试卷题号对应的答案填涂区域, 每个题号下有5个答案, 选出正确答案, 单选题、多选题统一编号。例如1, 2, 3, , 100。

13、教师填涂区域:在主观题阅卷结束, 教师将主观346中国医学教育技术第20卷第4期题, 每小题得分涂在该区域的对应位置。3系统主要功能模块与结构3. 1系统工作流程题分析报告等报表的打印。3. 2. 11成绩查询模块完成学生成绩查询功能, 按照姓名、学号方式查询 。考试管理系统的工作流程如图2所示, 从左到右, 依次执行。虚线左边部分功能由adm in 用户完成, 主要完成阅卷准备工作和机器设置工作; 右边流程由ad m in 或public 用户完成 。图3考试管理系统模块与结构4系统特点图2考试管理系统工作流程3. 2系统模块功能描述根据考试管理系统的工作流程以及系统设计思路, 系统由11个

14、功能模块组成。3. 2. 1学生基本信息管理模块息的添加、删除、修改, 出功能。3. 2. 2完成课程基本信息的添加、删除、3. 2. 3系统用户管理模块完成系统操作用户的添加、删除、修改(adm in 拥有权限 。将用户分为二个级别:ad m in, public 。adm in 用户具有系统的全部功能使用权。public 用户只具有阅卷、读卡、判分、试卷、试题分析、报表管理功能。3. 2. 4光标阅读机参数设置模块完成光标阅读机的端口设置、扫描速度设置等功能。3. 2. 5阅卷参数设置模块完成考试名称、考试时间、考试科目、考试年级、试卷结构(单选题、多选题、主观题等题型的个数 等信息的设置

15、。3. 2. 6读卡处理模块完成考试标准答案机读卡、学生答卷机读卡的阅读入库功能。标准答案机读卡采用单张读卡方式; 学生答卷机读卡采取单张读卡方式和连续读卡方式。3. 2. 7判分处理模块完成判分处理功能, 用读卡的3标准答案对照学生答题卡答案判分, 同时给出总分。3. 2. 8试卷分析模块完成试卷分析功能, 包括最高分、最低分、中位数、分数段、平均分、及格率、全距、四分位距、方差、标准差等参数。3. 2. 9试题分析模块完成试题分析功能, 客观性试题分析每题难度、区分度、信度等参数。3. 2. 10报表打印模块完成成绩报告单、试卷、试本系统具有以下特点:将教育测量学、统计学等理论应用到了本系

16、统, 4自动实现; , ; 光标, 实现; 考试管理系统, 提高了阅卷工作效率, 缩短了工作时间, 加快了成绩处理速度, 充分发挥了考试对教学工作的反馈作用, 为提高教学质量、深化教学改革服务。5系统应用情况2002年12月以来, 在西安交通大学临床医学专业内科学、外科学总论、外科学、妇产科学、儿科学、诊断学、临床医学专业毕业考试考试中, 采用标准化考试命题、标准化评分、标准化考试结果分析, 试卷结构客观题、主观题各占50%, 客观题保证知识点覆盖, 主观题涵盖教学重点。主观题采用教师集体阅卷、流水作业方式, 将主观题分数涂在学生答题卡教师填涂区, 然后统一阅卷。组织一次5002600人参加的考试, 从考试开始到阅卷、试卷分析、试题分析、成绩分析报告结束, 从原来手工阅卷的一门课程阅卷时间一周缩短到了仅需要10小时左右, 大大提高