羅定福， 陳永松， 吳權(quán)軒

(廣東松山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計算機(jī)系， 韶關(guān) 512126)

0 引言

大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程最重要的組成部分是Office。就Office文檔的自動改卷提供一個可行的方案，開發(fā)Office操作題改卷中間件平臺[1]，通過中間件平臺連接不同的考試系統(tǒng)和Office文檔，不同的考試系統(tǒng)不需要再寫復(fù)雜的代碼，只需要調(diào)用中間件平臺的相關(guān)組件就可以快速實(shí)現(xiàn)Office自動改卷，當(dāng)教學(xué)內(nèi)容更新之后，考試系統(tǒng)不需要改動，只要使用最新版的中間件即可。

1 現(xiàn)有微軟Office改卷系統(tǒng)分析

國內(nèi)高職院校關(guān)于Office改卷系統(tǒng)的研究主要有兩種，一是構(gòu)造一個Office軟件的仿真系統(tǒng)[2]，通過仿真系統(tǒng)模擬Office軟件的環(huán)境界面，考試時記錄考生的操作步驟來進(jìn)行自動改卷；二是通過引用相關(guān)組件，利用VBA技術(shù)[3、4、5]提取文檔信息和標(biāo)準(zhǔn)答案比較實(shí)現(xiàn)自動改卷。文章提出一種可行方案，將自動改卷的操作封裝為中間件，不同語言不同的DBMS，只要了解中間件的接口，編寫少量代碼就可以實(shí)現(xiàn)對Office文檔的自動改卷。

2 考試系統(tǒng)分析

2.1 系統(tǒng)研究的意義

開發(fā)出一個Office操作題改卷中間件，給軟件開發(fā)者提供了Office文檔自動改卷的數(shù)據(jù)存取層，屏蔽Office程序的接口細(xì)節(jié)和實(shí)現(xiàn)邏輯，做成組件式的系統(tǒng)[6]，需要時將不同組件進(jìn)行組裝，建立新系統(tǒng)的代價將大大降低。

2.2 系統(tǒng)功能需求

改卷中間件實(shí)現(xiàn)的主要功能有兩個。一是將考生完成的Office文檔(以下簡稱考生文檔)和標(biāo)準(zhǔn)答案進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)對文檔的評分；二是從教師完成的具有標(biāo)準(zhǔn)答案性質(zhì)的文檔(以下簡稱樣文)提取信息作為標(biāo)準(zhǔn)答案。

2.3 系統(tǒng)開發(fā)目標(biāo)

改卷中間件平臺的總體設(shè)計目標(biāo)是在應(yīng)用程序和Office文檔之間，開發(fā)出一個實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序?qū)ξ臋n進(jìn)行自動改卷的專業(yè)中間件平臺。通過改卷中間件平臺就可以控制Office實(shí)現(xiàn)自動改卷，可以用不同的程序設(shè)計語言和DBMS進(jìn)行調(diào)用，實(shí)現(xiàn)可重用性、可維護(hù)性。

3 考試系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

改卷組件實(shí)現(xiàn)Office文檔評分和標(biāo)準(zhǔn)答案生成兩大功能。為了減輕開發(fā)難度，改卷組件采用與VBA技術(shù)語法相近的VB.NET作為組件開發(fā)語言。利用“類庫”[7]開發(fā)改卷組件，最終生成動態(tài)鏈接庫(DLL)文件。通過.NET平臺提供的工具，可以將DLL偽造一個COM接口[8]并注冊到系統(tǒng)中。通過這個偽COM接口來實(shí)現(xiàn)對.NET的DLL的調(diào)用。本系統(tǒng)改卷信息點(diǎn)存儲在Access表中。調(diào)用時，可以根據(jù)需要將數(shù)據(jù)表導(dǎo)入到不同的DBMS中。

3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

3.2.1 改卷組件建模

改卷中間件平臺最重要的組成部分是改卷組件，它的主要工作流程是通過VBA技術(shù)調(diào)用Word、Excel、PowerPoint的COM組件的不同對象和屬性，達(dá)到自動改卷和答案錄入的目的。改卷組件分為實(shí)體類和操作類。實(shí)體類封裝要操作的數(shù)據(jù)，隔離代碼對數(shù)據(jù)庫的依賴[9]，不同數(shù)據(jù)庫可以通過組件的接口發(fā)送和接收實(shí)體類數(shù)據(jù)。而操作類是依據(jù)實(shí)體類的數(shù)據(jù)對文檔進(jìn)行的操作從而實(shí)現(xiàn)自動改卷和答案生成功能。

1)實(shí)體類

如果將每種操作類型定義為一個實(shí)體類[4]，每個操作點(diǎn)定義為一個屬性，則不僅設(shè)計非常復(fù)雜，而且會降低組件的可重用性。為了保證在后期設(shè)計中對外接口始終保持不變[10]。只設(shè)計了三個實(shí)體：Word、Excel、PowerPoint，分別對應(yīng)于Word、Excel、PowerPoint所有的操作，在類的實(shí)例中通過類型號(num)屬性區(qū)分該實(shí)例為何種類型的操作，不同實(shí)例的操作點(diǎn)屬性名使用統(tǒng)一名稱，即第1個操作點(diǎn)屬性用point[1]，第r個用point [r]。同時，由于Word、Excel、PowerPoint實(shí)體有不少屬性是相同的，因此設(shè)計一個parert entity為父類，然后通過繼承生成Word entity、Excel entity、PowerPoint entity。實(shí)體圖如圖1所示。

圖1 實(shí)體圖

實(shí)體圖屬性說明：mark：操作實(shí)例總得分；error：錯誤信息；para1、para2：特殊參數(shù)；position：改卷點(diǎn)地點(diǎn)(位置)；sheetnum：工作表序號；cell address：單元格地址或范圍；slide num：幻燈片序號；position：對象序號；point mark[1]：第1個改卷點(diǎn)分值，point[r]：第r個改卷點(diǎn)分值。特殊參數(shù)用于特殊改卷信息的輸入，如替換操作的替換次數(shù)等。

2)操作類

改卷組件操作類實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)兩個主要功能：1.讀取考生文檔，返回某項(xiàng)操作得分；2.讀取樣文，獲取某項(xiàng)操作不同改卷點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)答案信息。操作類由Word操作類、Excel操作類、PowerPoint操作類組成，三者的設(shè)計方法相似，以Word操作類為例進(jìn)行介紹。

Word操作類分為Word評分類(WordMark類)和Word標(biāo)記類(WordTab類)。評分類實(shí)現(xiàn)考生文檔評分，標(biāo)記類實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)答案的生成和檢驗(yàn)。評分類和標(biāo)記類都是對Word文檔進(jìn)行操作，有不少操作和屬性是相同的，因此先設(shè)計一個基礎(chǔ)Word程序類，然后通過繼承生成評分類和標(biāo)記類。在評分類中， Mark方法功能為考生Word文檔評分，在標(biāo)記類中，AnswerTab方法功能為樣文標(biāo)準(zhǔn)答案的生成和檢驗(yàn)，BlankTab用于對空白文檔評分，空白文檔評分主要是為了避免樣文和空白文檔某項(xiàng)改卷點(diǎn)結(jié)果相同，從而出現(xiàn)白送分的情況。Tab、BlankTab方法的評分與AnswerTab方法中檢驗(yàn)答案的操作流程基本相同，而標(biāo)準(zhǔn)答案的生成只需在上述基礎(chǔ)上增加少數(shù)語句就可實(shí)現(xiàn)，而且這些語句的執(zhí)行對性能幾乎無影響，為了提高編寫代碼的效率，提高系統(tǒng)的可重用性，系統(tǒng)在設(shè)計時，上述3個方法通過同一個操作來實(shí)現(xiàn)。

在實(shí)際設(shè)計中，上述操作通過第三個類Word打分類(WordTabing)的評分方法(WordMark)實(shí)現(xiàn)，為了避免每次調(diào)用WordMark方法都進(jìn)行實(shí)例化，WordMark方法聲明為靜態(tài)方法[11](VB.NET稱為共享方法)。

出于系統(tǒng)運(yùn)行效率及教師生成答案的操作習(xí)慣的考慮，評分類調(diào)用WordMark方法采取的操作方式是對考生文檔的多個操作實(shí)例同時進(jìn)行評分，而標(biāo)記類調(diào)用WordMark方法采取的操作方式是對樣文或空白文檔的單個操作實(shí)例進(jìn)行檢驗(yàn)和生成答案。這樣就存在一個矛盾，評分類調(diào)用時按照多個實(shí)例的集合進(jìn)行操作，標(biāo)記類調(diào)用時對單個實(shí)例進(jìn)行操作，為了即能夠?qū)线M(jìn)行操作也能對單個對象進(jìn)行操作。設(shè)計接口IwordOj。該接口包括Count屬性和Item屬性，Count屬性為返回實(shí)例的個數(shù)，Item(n)返回第n個實(shí)例。在評分類和標(biāo)記類分別實(shí)現(xiàn)該接口，在WordMark方法中以該接口作為WordMark方法的輸入?yún)?shù)，從而使WordMark方法同時實(shí)現(xiàn)對單一實(shí)例和實(shí)例集合的操作。

3.2.2 改卷信息點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)計

改卷中間件平臺的目的是建立一個不同DBMS都可以調(diào)用的Office文檔改卷服務(wù)。實(shí)體類各個屬性的含義存儲在Access表中，該表的結(jié)構(gòu)與改卷組件實(shí)體類的結(jié)構(gòu)相類似，但增加了解釋(Explain)屬性，去掉了不需要說明含義的一些屬性，由于數(shù)據(jù)庫表不允許出現(xiàn)數(shù)組屬性，將x(m)改成xm屬性。解釋屬性用于對某個實(shí)例的輸入進(jìn)行一些必要的說明。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1 改卷組件代碼實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)改卷的代碼主要集中在Word打分類的評分方法編寫。

4.2 調(diào)試環(huán)境

在本系統(tǒng)中，改卷組件的主體為“類庫”，由于類庫輸出類型無法直接啟動。為了能對組件中編寫的代碼進(jìn)行調(diào)試，需要編寫一個實(shí)現(xiàn)調(diào)用類庫實(shí)現(xiàn)評分和答案信息錄入的簡單項(xiàng)目，考慮到用單機(jī)版程序進(jìn)行調(diào)試最為方便，該調(diào)試項(xiàng)目為用C#開發(fā)的WinForm程序。

4.3 COM組件的設(shè)計

前面設(shè)計生成改卷組件文件名為Marking.DLL，是.NET平臺的“類庫”。建立在.NET平臺的應(yīng)用程序，可以直接調(diào)用Marking.DLL實(shí)現(xiàn)自動改卷，如果是其他語言的應(yīng)用程序，無法直接調(diào)用。

Marking.DLL設(shè)計中，使用了集合類型，有些方法的參數(shù)為復(fù)雜數(shù)據(jù)類型，然而在很多語言中，不支持集合類型，也無法正常調(diào)用復(fù)雜類型參數(shù)的方法，為了使不同程序語言開發(fā)的應(yīng)用程序，都能正常調(diào)用，平臺新建一個專門作為接口的“COM類庫”，在該類庫中，將復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的各個字段轉(zhuǎn)換為類的屬性，集合類型改用索引器，在類的方法中，利用屬性和索引器構(gòu)造復(fù)雜數(shù)據(jù)類型和集合類型。同時，為了簡化接口，在類庫中定義AnsInfo方法，將改卷點(diǎn)字符串(由多個改卷點(diǎn)連接生成)轉(zhuǎn)換為類的屬性。最后定義Mark方法，功能是依次調(diào)用AnsInfo方法和改卷方法。引入上述方法后接口單一，調(diào)用也較方便。結(jié)果直接生成DLL和COM文件。其他語言調(diào)用COM文件時，直接調(diào)用Mark方法實(shí)現(xiàn)改卷。經(jīng)多種語言調(diào)用測試，運(yùn)行結(jié)果相當(dāng)理想。例如用JavaScript調(diào)用本平臺COM組件實(shí)現(xiàn)Word文檔的自動改卷，可以編寫如下函數(shù)：

function Mark(FileName,strAnswer)

{var Mark = new ActiveXObject("ComMark.Mark");

var s = Mark.WordTab(FileName,strAnswer);

alert("最后得分為"+s);}

其中FileName為待檢驗(yàn)文件名，strAnswer為改卷點(diǎn)字符串，例如檢驗(yàn)隸書20號新建樣式，并將新建樣式應(yīng)用到文檔第3段，總分4分，則賦值為"ClassNo11||x0,新建||n0,1||x1,隸書||n1,1|x4,20||n4,1||Location3||ClassNo1||x29,新建||n29,1||"(實(shí)際操作中應(yīng)通過讀取數(shù)據(jù)庫賦值)。

4.4 實(shí)際應(yīng)用情況及效果

對全院近三年使用本系統(tǒng)的非計算機(jī)專業(yè)的計算機(jī)統(tǒng)考成績進(jìn)行統(tǒng)計，如表1所示。

表1 近三年計算機(jī)基礎(chǔ)考級成績

可以看到，合格率和平均分都名列前茅，應(yīng)用效果極好。

5 總結(jié)

本文通過對現(xiàn)行Office改卷系統(tǒng)進(jìn)行分析，提出Office改卷中間件平臺解決方案。中間件平臺實(shí)現(xiàn)了Office文檔評分和標(biāo)準(zhǔn)答案生成2大功能，由改卷組件和改卷信息點(diǎn)數(shù)據(jù)組成，在核心的改卷組件設(shè)計中，針對現(xiàn)有方案的不足，提出一種實(shí)現(xiàn)隔離代碼對數(shù)據(jù)庫依賴和接口簡單并能最大限度避免誤判的設(shè)計方案，建立在該方案基礎(chǔ)上的中間件平臺，不同的開發(fā)語言不同的DBMS只需編寫少量代碼就可以調(diào)用本臺實(shí)現(xiàn)對Office文檔的自動改卷。同時，本設(shè)計方案對于其他課程的自動改卷設(shè)計也有一定的借鑒作用。