IT技能网络自动阅卷系统的设计

时间:2022-03-17 10:36:57

IT技能网络自动阅卷系统的设计

摘要:随着计算机技术和信息技术的发展与普及,IT技能计算机辅助评价理论与实践得到了不断发展和深化,在此基础上实现的计算机辅助评价系统也得到了广泛的推广和使用。基于现有的IT技能计算机辅助评价的理论和实践,首先分析了国内外IT技能计算机辅助评价系统已有的优势和存在的不足,其次对现有的单机版IT技能自动阅卷系统进行改进和完善,最后设计并开发了一个IT技能网络自动阅卷系统,该系统采用了局域网多台计算机自动阅卷既提高了自动阅卷系统的准确性和效率,形成良好的反馈信息,又对学习者的学习提供良好的帮助,有效促进教学和学习。

关键词:IT技能;计算机辅助评价;网络自动阅卷

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)10-2270-03

Abstract: With the development and popularization of information technology, the computer-assisted evaluation theory for IT skills has been developed continuously; computer-assisted assessment systems based on this have also been widely expanded and used. That article first analyzed the advantages and disadvantages of the existing systems at home and abroad, then improved and perfected the stand-alone computer-assisted assessment systems for IT skills,and finally designed and developed a network automatic scoring system for IT skills, the network system improves both the accuracy and the efficiency of the scoring by using multiple computers working in one local area network, can also provide a good feedback and great help for learners.

Key words: IT Skills; Computer-Assisted Assessment; Network Automatic Scoring System

1 概述

随着信息技术的日益普及和计算机技术的不断发展,计算机辅助测评CAT(Computer-Assisted Testing)已经成为考核并评价被测试者对知识、技能和能力等掌握情况的有效方法和途径。

IT技能一般是指学习者对计算机的信息获取、处理和的能力,与此相关的内容包括操作系统、文本处理、表格处理、演示文稿制作、图形图像处理、动画制作、数据库应用、程序设计、浏览器应用以及网页制作等技能。

计算机辅助评价,即CAA(Computer-Assisted Assessment),是指在评价学习者的知识、技能和能力的过程中引入计算机作为工具或手段。[1] 计算机辅助评价引发了评价内容、评价方法和评价形式的深刻变革,在评价过程中以计算机作为评价的手段主要指:

1) 在整个测试的过程中,对操作的过程、步骤、结果进行记录;

2) 收集通过计算机的测试数据,并对其进行比较和分析;

3) 根据相关记录数据,评价测试者的知识、技能,并生成评价报告;

4) 通过计算机网络即时或者测试结束后统计、分析和传送评价结果信息。[2]

由于IT技能本身是在计算机上完成相关操作,因此IT技能计算机辅助评价能够很好的实现对被测试者的相关计算机知识、技能和能力的测试和评价。目前全国性的IT技能测试基本都使用计算机辅助评价方式(机考方式)进行,如全国计算机等级考试包括很多科目、多个方面的计算机能力测试,部分省市的中小学信息技术等级考试,浙江省信息技术高考(三项考试、学业考试)也在使用上机考试形式进行信息技术和通用技术科目的测评。

基于CAA相关理论设计和开发的系统称为计算机辅助评价系统或在线考试系统,按照不同模块可分为考试模块和阅卷模块两个部分,二者都属于计算机辅助评价,该文即是在计算机辅助评价理论指导下设计并实现了一个IT技能网络自动阅卷系统。

2 IT技能计算机辅助评价现状

目前的IT技能自动阅卷功能的实现一般是通过以下两种方式来完成:

1) 考试模块是不是真实的软件环境而是模拟构造一个和真实软件环境非常相似的虚拟软件环境,考试的操作过程和操作结果都会记录到系统中;阅卷模块就是分析记录的考生操作过程和操作结果评阅考生成绩。

2) 考试模块是在真实的软件环境中进行的,系统会收集考生的操作过程和操作结果;阅卷模块也是在真实环境中分析考生的操作过程和操作结果评阅考生成绩。

使用虚拟软件环境进行测试,由于系统是专门开发的,因此可以详细记录操作者的操作过程、操作结果,可以比较准确的判定考生操作是否正确,但虚拟软件环境要求和真实软件的环境保持高度相似和一致性,增大了软件开发的难度,有时可能不能完全模拟真实软件环境。在真实环境中进行测试的优点是测试者的操作都是在真实的软件环境中进行的,完全是对该关键的真实操作,缺点是考试系统不能完全记录考生的操作过程和步骤,有些可能只收集考生的操作结果,评阅就判断测试者的操作结果是否正确。[3][4]

目前,国内外IT技能计算机辅助测评系统的测试系统主要有单机版和网络版。以网络版为主,收集考生相关记录方面有实时将考生操作记录保存至服务器或者先将操作记录保存到考生考试机上,待考生交卷确认后再将考生记录保存到服务器。评阅方式基本是由单机版或作为考试系统的一个评阅模块进行评价,基本只反馈成绩,评价的反馈信息不够充分,不能很好的促进教学质量的提高和学习者自身技能的增长。

通过对现有的IT技能自动阅卷系统的实现方式总结,主要有以下不足:

1) 评阅过程或者在考生的考试机上完成、或者在一台阅卷机上完成,由于计算机软硬件环境的差异,可能造成该考生的考试结果在另外一台计算机上评阅的结果不一致,因此评阅结果的准确性得不到保证。

2) 只是将考生的成绩信息即时或测试结束后反馈给考生,不能对考生成绩进行分析并提供有效的形成性评价。不利于考生对自己知识和技能掌握程度的认识和把握。

3) 不能给教学管理者或教师提供有效的反馈信息,无法对他们形成有效的指导和建议,阻碍了教学管理和教学方法的改进。

4) 有些阅卷算法不够完善,阅卷描述相对复杂,不易编写阅卷程序,应进行改进。

3 IT技能网络自动阅卷系统设计

3.1 总体框架设计

IT技能网络自动阅卷系统的总体框架可以划分为三个部分,分别是:数据服务器、评阅服务器和评阅客户端,总体的设计框架如图1所示:

系统的总体框架中的对象说明:

1) 数据:是测试系统对考生的试题信息、操作过程和步骤、操作结果等考生相关信息的记录,同时还包括考点、考场、考试时间、考试状态等一些额外信息的记录,每个考场每考一场数据都会生成一个考试包,大规模的考试会生成成千上万的考试包。

2) 数据服务器:数据服务器主要是把很多考试包的数据集中起来,方便统一评阅。

3) 评阅服务器:评阅服务器只有一台,是数据服务器和评阅客户端的桥梁,在两者之间实现调度。主要负责阅卷信息初始化、阅卷任务导入、阅卷任务的调度、阅卷进程控制(开启或停止)、考生评阅结果查询、阅卷结果的统计分析等。

4) 评阅客户端:评阅客户端可以是一台或者多台,一般为多台以提高大量数据包时的评阅效率。评阅客户端实现对考生考试包的下载、解压、评阅,并将评阅的结果、评阅过程信息、评阅反馈信息等记录到评阅服务器的数据库中。[6]

3.2 模块功能设计

总体框架确定好了之后,就要将三个组成部分串联起来,实现评阅的流程:

1) 数据服务器:数据服务器主要是导入各个考场每个场次的考试包,将所有的考试包集中起来,该过程要进行数据一致性和准确性的判断,确保没有漏导和多导考试包。数据服务器功能图如图2所示:

2) 评阅服务器:评阅服务器的主要功能是管理阅卷描述文件、生成一个评阅任务列表、控制评阅客户端的操作(分配阅卷任务、开始评阅、停止评阅、结束评阅等),评阅结束后还有相关数据的统计、导出等。评阅服务器功能图如图3所示。

3) 评阅客户端:主要实现对考生考试包的评阅功能、接受评阅服务器发出的相关指令(开始、结束)等,评阅客户端功能图如图4所示:

3.3 流程分析和实施方案

评阅流程主要分为总体流程和阅卷流程两个部分:

1)总体流程设计

评阅系统总体流程需要理清每一个考生的阅卷是如何从数据服务器到评阅服务器的,评阅客户端又是如何从数据服务器取得考生数据。

系统的总体流程设计分为三个阶段:

第一阶段:将各个考点收集上来的场考数据包导入至数据服务器中,并对场考数据包解压处理提取相关信息。数据服务器导入的信息包括:考生的考试基本信息(准考证号、姓名、考试时间、考试状态等信息)、考生试包保存、考试包存放在那台数据服务器也要同时记录。

第二阶段:评阅服务器需要从数据服务器提取相关信息(如某个考生的考试包存放在那台数据服务器的那个位置),然后初始化阅卷信息、生成评阅任务列表等功能。

第三阶段:评阅客户端开始评阅,在评阅过程中,评阅客户端随时的监听评阅服务器发送的阅卷状态控制信息,即是否开始阅卷、阅卷状态为开始还是暂停,并在合理的时候做出相关响应(如果收到停止信息时还在评阅,则将当前正在评阅的考试包评阅结束在停止评阅)。

2) 阅卷流程设计

评阅系统阅卷流程设计是整个系统的关键和核心,直接影响了系统的稳定性和有效性还有阅卷功能能否实现,设计过程中要充分考虑可行性、效率和稳定性等各方面因素,通过对多套设计方案的考虑与选择,最终制定了以考生数据包为单位的阅卷方案,该方案每次评阅都是针对考生数据包的所有试题全部进行评阅。

该方案自动阅卷评阅流程是:

1)数据服务器导入每个考场的相关信息。

2) 评阅服务器从数据服务器导入考生基本信息、考试包存放位置、考试包所在数据服务器等信息。

3) 评阅服务器新建一个评阅任务,将需要评阅的考生基本信息生成一个评阅任务列表。评阅服务器开启阅卷功能时,评阅客户端会自动向评阅服务器发出阅卷的请求,这时的阅卷流程具体分为两类:

考生成绩的确认只通过一台评阅客户端完成:评阅状态为开始时,评阅客户端首先向评阅服务器发送评阅请求,评阅服务器接受评阅客户端的评阅请求后查找评阅任务列表中是否有尚未阅卷的考生,如果有则将考生的考试包存放的数据服务器地址、目录等信息发送给评阅客户端,该评阅客户端从相应的数据服务器目录下载该考生的考试包并在本地磁盘解压并进行评阅,然后将评阅结果提交至评阅服务器中,同时删除相关解压文件。

考生成绩的确认是通过多台评阅客户端完成:此时数据包请求流程比较复杂,首先一台评阅客户端不能评阅相同考生的考试包两次及以上,考生成绩的确认是通过多台评阅客户端完成的,如果评阅次数为三次,那么会有三台评阅客户端评阅该考生数据包,只有当三台评阅客户端的评阅成绩相同时,才认为该考生的评阅结束,否则将该考生阅卷状态标记为异常,等到下一轮新建评阅任务重新评阅。至此在需要多个评阅客户端的评阅的情况下一个考生的阅卷过程结束。

4)评阅客户端接着向评阅服务器发送阅卷的请求,评阅服务器首先判断是否还在评阅,如果还在评阅则查找评阅任务列表中的是否有待阅考试包,如果还有需要评阅的考生再接续循环执行步骤(3)和步骤(4)。直至评阅服务器评阅任务列表中的所有考生阅卷状态信息都标记为已经评阅且评阅状态正常。如果评阅任务列表中所有考试包全部评阅并没有标记为异常的考试包,则整个考试评阅流程结束,如果还有标记为异常的包,则需要对标记为异常的包再次评阅直至没有异常标记的考试包。

通过良好的前期分析和设计,实现系统只需采用相关开发技术按照各个模块的功能和具体实现的流程方案进行编码设计与实现。[6]

4 小结

本文通过详细的分析与设计,对已有的单机版IT技能自动阅卷系统进行了改进与完善,并且实现了一个IT技能网络自动阅卷系统,该系统实现的意义主要有:

1)对现有的自动阅卷系统进行了改进与完善,能比较好的对测试者进行评价与反馈,同时有效指导教学和学习。

2) 确保阅卷成绩的准确性,解决由于计算机软硬件环境的不同带来的评阅结果的误差。

3) 对学习者提供有效的评价与反馈。形成从上而下的评价与反馈信息。 [6]

对计算机辅助评价的研究还应继续深入,如对评价信息的深入挖掘、分析并形成可以指导教学和学习等切实可行的意见或方法,有效评价并指导测试者对理论的学习和技能的掌握。

参考文献:

[1] Joanna puter-Assisted Assessment:Impact on Higher Education Institutions[J].IEEE Education Technology & Society,1999,2(3).

[2] 许骏,柳泉波.IT技能测评自动化――理论・技术・应用[M].北京:科学出版社,2001.

[3] 许骏.技能评价自动化理论与应用研究[D].北京:北京师范大学,2001.

[4] 何克抗,许骏.计算机辅助评价(CAA)研究新进展―技能性非客观题的自动评价[J].开放教育究,2005(11).

[5] 黄荣怀,刘黄铃子,李向荣.计算机辅助评价的发展趋势[J].电化教育研究,2002(5).

[6] 飞.基于网络协同的IT技能计算机辅助评价系统研究[D].浙江师范大学,2011.

[7] 倪应华,于莉,吕君可.一种参数可调的主观题自动阅卷实现[J].浙江师范大学学报:自然科学版,2008(12).

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