1、1大学英语网上作业和在线考试系统的研究摘 要 利用最新的 Web 技术开发包开发系统，用改进的传统遗传算法进行组卷优化，并采用基于词典的最大逆向匹配技术与语义相似度相结合的记分方式来实现简单主观题自动批阅，有效地改善学生学习英语的环境，也尽可能地减轻教师的负担。 关键词 网上作业；在线考试；Ajax；遗传算法；自动批阅 中图分类号：TP315 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）06-0052-03 英语是人们相互了解学习的“桥梁”工具之一，也是当下有知识的年轻一代应该掌握的基本技能之一。大学英语作为在校大学生必开的一门公共课程，承担着让大学生熟练地掌握与运用英语的重担。但
2、目前的课堂教学，具有教学时间长、任务重、实践性强、短时间难以提高等特点，因而必须采取有效的措施改善学生学习英语的环境，进一步促进学生熟练地掌握和运用英语的能力。大学英语网上作业和在线考试系统将是行之有效的改进措施之一。 1 系统采用的技术平台 本系统采用最新的 Web 技术开发包 Asp.Net Ajax。它能让开发的Web 应用程序直接通过客户端的 Ajax 引擎向服务器传送需要更新的数据信息并返回，然后利用客户端的 JavaScript 处理返回的数据，避免了“闪屏”现象的发生。同时，区别于传统 Web 信息独占式请求发送方式，2Ajax 采用信息异步请求发送方式，并且有一些操作就是在客户
3、端上处理的，因而服务器处理响应所需的时间大大减少1。两种信息发送方式如图 1、图 2 所示。 2 系统主要功能 2.1 学习功能 系统添加了听力、完形填空、阅读理解、翻译、作文等题型，让学生在课外的时间通过对各题型的学习，进一步理解和巩固所学知识；并提供客观题的正确答案与解题思路以及主观题的参考答案供学生学习，以便及时发现问题，纠正错误。 2.2 网上作业功能 在本系统中，教师可以通过此功能模块对学生布置大量的客观题以及翻译等简单类型的主观题作业，并设置好客观题的正确答案和客观题的关键词语，实现学生完成作业后点击提交，由系统实现学生作业的较准确的自动批阅，并记录学生成绩。它既巩固了学生的所学知
4、识，又减轻了教师批阅作业的负担。 2.3 在线考试功能 在本系统中，教师可以通过系统在原有的试题库或者修改后的试题库里通过遗传算法进行组卷，学生在特定的时间、地点通过计算机完成考试。考试提交后，将由系统对学生的客观题进行批阅，并将分数保存记录下来；主观题则由教师批改后记录为学生的主观题得分，最后由系统将学生考试的主客观题所得分数相加作为学生的考试成绩。在一定程度上，克服了教师出题的片面主观性，客观题由计算机自动批阅，在减3轻教师负担的同时也降低教师人为失误所造成的记分错误，提高考试检测的准确性。 3 系统构成模型与主要模块功能介绍 3.1 系统构成模型 为了更好地实现大学英语作业的网络化与考试
5、的在线化以及试题的自动批阅等功能，设计出符合要求的系统来，设计好系统构成模型图，如图 3 所示。 3.2 主要模块功能介绍 本系统在开发时为了能全面可靠地实现大学英语网上作业与考试的在线化，设计了以下相互作用的模块。 1）用户模块：对用户的账号和权限进行管理，主要包括对管理员、教师、学生的操作权限进行设置，添加用户，修改用户资料，删除用户等操作。 2）登录模块：用户在登录界面上输入用户名和密码后，系统将判断用户是否非法；输入正确的用户名和密码后，系统会根据用户的权限让用户进入到相应的页面进行操作。 3）学习模块：教师在此模块可以添加各个类型的学习资料及其参考答案；学生则通过此模块进行学习。 4
6、）作业模块：教师通过此模块布置作业给学生；学生在网上完成作业，提交系统进行批改并计入学生的平时成绩。 5）题库模块：对试题库进行管理，将设定好的题型、分值、难度等属性的试题添加到试题库中，以及删除修改试题。 46）组卷模块：由系统通过改进后的遗传算法实现对试题的低重复使用（同一试题在近两年试卷中的使用率）与难度适中的合理搭配，完成试题组卷。 7）考试模块：教师在此模块导入系统已组卷好的试卷；并设置考试的开始和结束时间；学生通过此模块调用试卷进行考试，并提交系统批改。 8）成绩模块：教师在此模块主要是设定好学生作业及在线考试的标准答案，由系统对学生提交的客观题和作业中的诸如翻译等简单主观题进行评
7、分，并记为学生的部分成绩，与教师对学生考试主观题考试得分相加，计为学生考试成绩。 4 关键模块功能的实现 4.1 改进遗传算法，实现组卷的优化 传统遗传算法中最普遍的问题是早熟收敛，主要是因为选择、交叉以及变异算子应用不正确或相关的控制参数选择不恰当等原因的影响，造成通过试题的适应度函数所抽取的试题不一定就是试题库中最具适应性的试题2。试题的最准确适应值是通过试题的各个属性值来界定的，因而为每道试题在导入试题库之前要添加增加难度、区分度、知识点、章节、题型、总时间、总分数等属性值。在试题抽取的过程中，通过试卷的题型、每题型分值、总分数、总时间、难度区间值、难度系数等数值，由系统将试题库中符合设
8、定好难度区间值的试题筛选出来，然后从各题型中选取设定好数目的试题，让其满足下列公式 1： 其中，Stotal 为试卷的总分数值，Ttotal 为试卷的总时间值，5Dtotal 为试卷的总难度值，而 Sti、 Tti、Dti则分别为抽取出来的各道试题的分数值、时间值和难度值。满足以上条件的试题组成的试卷将是一份最优化的考试试卷。 4.2 简单类型主观题自动评分算法的实现 现有的在线考试系统中，已实现客观题的自动批阅，技术成熟；但主观题的自动批阅因受同义词、语言叙述方式的影响，难以给出一个标准答案而难以实现。这也成为影响在线考试系统应用的一大技术难关。在本系统，为了减轻教师批改作业和试卷的部分负担
9、，同时又不影响准确率，对填空题采用基于词典的逆向最大匹配算法的切分词技术来统计每道题的得分点数，并将得分点数相加作为本主观题的最后得分；而对翻译题采用切分词技术和语义相似度相结合的方式计算最后得分。 基于词典的逆向最大匹配算法的切分词技术，就是在数据库中为每道题建立一个与题号相对应的关键词词典库，在自动批阅时系统对学生的答案按照从右到左先提取 m 个字符（m 为词典中设定的最长词条的汉字数） ，与对应的词典中关键字进行匹配。如匹配成功，则得到一个得分点；如不成功，就将部分字符串切取出来重新与词典关键词进行匹配，直到剩下最后一个字。语义相似度主要考虑到教师在批改主观题时，给出的分数不仅仅是得分点
10、多少，同时会考虑语义表述是否达意。因而还要考虑得分点所在句子与标准答案的语句相似度，给出一个修正得分权值，两者相加得出此题的最后分值3。这就需要进行语义相似度计算，如公式2： Sim（A，B）表示 A、B 两个句子的相似程度，NSame（A，B）表示6A、B 两个句子中相同字个数，Numb（A）则表示 A 句子中字的个数，Numb（B）则表示 B 句子中字的个数。当 Sim（A，B）值大于 0.9 时，基本上完全相似，语句相似度分值给满分；当 Sim（A，B）值在 0.70.9时，语句相似度分值给 75%；当 Sim（A，B）值在 0.40.7 时，语句相似度分值给 50%；当 Sim（A，B
11、）值在 0.10.4 时，语句相似度分值给25%；当 Sim（A，B）值小于 0.1 时，语句相似度分值给 10%4。 最后，将切分词后所得的关建词分值加上语义相似度修正权值得到该主观题的总分值。因考虑到正式考试时的高准确率要求，在目前主观题评分技术还不成熟的情况下，对语言表达形式的主观题，还是采用人工阅卷的方式进行。 5 总结 本系统为学生提供了课外学习和自我检测的相关资料，利用改进的遗传算法提高了组卷的科学性，利用基于词典的逆向最大匹配切分词技术和语义相似度相结合的方法来自动批阅简单类型主观题，在促进学生提升自身英语技能和考试公正性的基础上进一步减轻教师的负担。 参考文献 1于明鑫.利用 AJAX 引擎提升在线考试的性能J.辽宁师专学报，2009，11（2）：64-65. 2王淑佩.基于改进的遗传算法组卷系统应用研究D.长沙：湖南大学，2005. 3贾电如，李阳明.基于语句结构及语义相似度计算主观题评分算法的研究J.信息化纵横，2009，28（5）：5-7. 74钟宁.基于 Asp.Net Ajax 技术的在线考试系统研究与实现D.长沙：中南大学，2011.
