基于OMR技术的考试管理系统的设计与实现.pdf

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1、 第 20卷第 4期 2006年8月 中 国 医 学 教 育 技 术 CH I NA MED ICAL EDUCATION TECHNOLOGY Vol. 20 No. 4 Aug. 2006 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。 基于OMR技术的考试管理系统的设计与实现 王 渊 1 ,冯大鹏 2 ( 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、

2、 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 (optical mark reader )技术在考试分析中的应用和实现,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) 042 03442 03 The design and realization for OM R technology2 based syste m of exam ination m

3、anagem ent Wang Yuan 1 ,Feng D apeng 2 ( 1 M edical Center of X ian J iaotong University, X ian710061; 2 D eansO ffice, X ian J iaotong University, Xian710049, China ) 【Abstract 】 : Exa mination is an important phase in the process of teaching and learning, and the timely and valid analysis on the q

4、uality of testpapers and scoresis one of themain tasks for teaching ad ministration.This paper,from the perspective of teaching ad m inistration planning and developing, discussescomputer technol ogy and optical mark reader (OMR) technol ogy applied in test analysis, presenting the designprinciple a

5、nd its development processof a specific auto2grading and test2 analyzing syste m. 【Key words 】 : optical mark reader (OMR )technology; exa mination manage ment syste m;auto2 grading 1 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。为了保

6、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,运用

7、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 高提供科学可靠的理论依据 1 。 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 :W indowsXp SP2 开发工具 : M icrosoft V isual Studio . net 2003(编 程环境 ) +M icrosoft Access 2000(数据库环境) 开发语言 :M icrosoft V isual Basic. Net 2 . 1. 2 硬件环境 计算 机 : CP UPentiu

8、m4 2. 4, RAM 512 MB, 硬 盘 100G B,显示器 :19寸分辨率 1600 3 1200, 32位增强色。 ? 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 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 光标阅读机 :采用北京五岳鑫信息技术有限公司 OMR2000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

9、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 icrosoft 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 (User) 包括用户基本信息、 用户 名 、 密码 、 操作权

10、限等信息(表 3) 。 考试信息表 ( Test_Info) 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、 学生答卷库名称、 标准答案库 名称 、 考试日期等信息(表 4) 2 。 表1 学生基本信息表 字段名数据类型长度备注 St_Code文本8学号 St_Name文本50姓名 St_Sex文本2性别 St_Grade文本20年级 St_ Marj or文本20专业 St_Class文本20班号 表2 课程基本信息表 字段名数据类型长度备注 CU_Code文本6课程编号 C

11、U_Name 文本 50 课程名称 表3 用户信息表 字段名数据类型长度备注 U ser_Name文本20用户名 U ser_P WD 文本 50 用户密码 U ser_QX 文本 10 用户权限 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 Format_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 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 irector_Num整型5主观题数量 Answer_Stu 文本 20

12、 学生答卷数据表名称 Answer_Key 文本 20 标准答案数据表名称 Test_Date 日期 /时间8 考试日期 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

13、、 成绩 、 SS1 、 SS2 、 MS1、 MS2、 MS3、 D irector1、 D irector2。 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 irector1、 D irector2。 2 . 2. 2 设备连接 目前国内各公司所销售的光标 阅读机 (OMR)都提供了同计算机之间的接口程序, 包括各类编程语言的接口。北京五岳鑫信息技术有 限公司OMR2000光标阅读机附带软件包中包含了 一个omrv

14、fapi . 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 , Internet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)。 图1 机读卡设计区域分布 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 。

15、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。 教师填涂区域:在主观题阅卷结束,教师将主观 543 ? 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 中 国 医 学 教 育 技 术第20卷第4期 题,每小题得分涂在该

16、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 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admin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 min或 public 用户完成 。 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个功能模块组成。 3. 2. 1 学生基本信息管理模块 完成学生基本信 息的添加 、 删除 、 修改 ,以及学生基本信息的导入、 导 出功能 。 3. 2. 2 课程基本信息管理模块 完成课程基本信 息的添加 、 删除

17、、 修改 。 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 (admin拥有权限)。将用户分为二 个级别 : admin, public。 admin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。 3. 2. 6 读卡处理模块 完成考

18、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 标准答案对照学生答题卡答案判分,同时给出总分 3 。 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 题分

19、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。 图3 考试管理系统模块与结构 4 系统特点 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统,实现了考试阅卷与考试分析 自动实现 4 ; 计算机与计算机外围硬件设备的编程 驱动、 连接 ,使软件系统和硬件系统成为一体; 光标 阅读机硬件技术和数据库管理系统有机的结合,实现 了阅卷、判分、 考试结果分析自动化; 考试管理系统 的实现 ,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。

20、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5002 600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

21、提高了工作效率。 参考文献 1 葛建霞,侯勇英. 自动阅卷及考试分析系统的开发与实 现 J.河南机电高等专科学校学报, 2002, 10 (1) : 44245 2 张成,张威虎,石雪.优化OMR GYQ 2S30型阅卷系统成 绩处理软件的实现方法 J .延安大学学报(自然科学 版) , 2000, 19 (1) : 32233 3 李剑波,李小华.考试系统中操作题自动阅卷技术研究 与实现 J.信息技术, 2005 (10) : 25227 4 王春霞.自动阅卷系统的开发 J .盐城工学院学报(自 然科学版) , 2002, 15 (1) : 47249 643 ? 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/