專利名稱：一種運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種針對(duì)運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來，在教學(xué)過程中，充斥著大量的習(xí)題訓(xùn)練和各種類型的考試測(cè)驗(yàn)，在學(xué)生完成習(xí)題之后，老師必須花費(fèi)大量的精力在批改工作上。目前人們逐漸在尋求自動(dòng)化方式來代替繁重的人工操作，部分批改工作例如客觀題(即選擇題)的批改過程中，已經(jīng)采用機(jī)器自動(dòng)讀取答題卡的方式來實(shí)現(xiàn)。隨著科技的不斷進(jìn)步，利用計(jì)算機(jī)布置和完成習(xí)題已經(jīng)逐漸成為一種趨勢(shì)，但是目前主觀題以及需要列出解題步驟的運(yùn)算類習(xí)題的批改中，仍然需要老師一步步進(jìn)行認(rèn)真研判。此外，在人工批改過程中，老師如果想獲得額外的統(tǒng)計(jì)信息，如:難掌握知識(shí)點(diǎn)、易錯(cuò)計(jì)算步驟、該生扣分原因等等，還需要進(jìn)行大量的人工運(yùn)算和統(tǒng)計(jì)工作，進(jìn)一步加重了教學(xué)負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種通過軟件實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算類習(xí)題批改及反饋方法，不僅能夠逐步比對(duì)運(yùn)算步驟，還能統(tǒng)計(jì)出各項(xiàng)數(shù)據(jù)，為老師節(jié)省大量時(shí)間。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法，包括如下步驟:
(O首先建立批改模型，預(yù)先錄入題目的各種解題方法的標(biāo)準(zhǔn)答案、形式要求及解題步驟，并對(duì)解題步驟分類，輸入給分細(xì)則；
(2)學(xué)生輸入答題過程和答案，系統(tǒng)進(jìn)行格式校驗(yàn)；
(3)將輸入的答案轉(zhuǎn)為ASCII碼值并進(jìn)行預(yù)處理；
(4)根據(jù)預(yù)先錄入的標(biāo)準(zhǔn)解題步驟，對(duì)學(xué)生提交的答題步驟按順序進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)給分細(xì)則打分；
(5)將批改結(jié)果反饋到可視界面，并進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟(I)中的給分細(xì)則包括設(shè)定關(guān)鍵得分點(diǎn)的級(jí)數(shù)和相應(yīng)的分值。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟(I)中的給分細(xì)則還包括設(shè)定可缺失的關(guān)鍵得分點(diǎn)數(shù)量。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟(3)中對(duì)輸入的答案進(jìn)行預(yù)處理的過程包括:
當(dāng)答案中含有連續(xù)的大小寫字母時(shí)，將他們按字母順序排列；
當(dāng)答案中含有等號(hào)時(shí)，若等號(hào)之前有字符則自動(dòng)換行；
當(dāng)答案中含有成對(duì)運(yùn)算符中的一個(gè)時(shí)，自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)棧，將其后的字符錄入棧中，直到所有運(yùn)算符都得到匹配之后將棧中字符出棧。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟(4)中進(jìn)行比對(duì)時(shí)具體步驟如下， a若老師輸入關(guān)鍵得分點(diǎn)與學(xué)生完全一致，則該計(jì)算題得滿分；
b若在Y-1個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)之前步驟全部一樣，則獲得Y-1個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)的相對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)，其中Y為關(guān)鍵得分點(diǎn)的數(shù)量；
c若在A個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)之前步驟全部一樣，則得A個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)的相應(yīng)分?jǐn)?shù)，其中A〈Y-1，A ≤(Y-1)/2 ；
d若在B個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)之前步驟全部一樣，則得B個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)的相應(yīng)分?jǐn)?shù)，B〈(Y-1)/2，B ≤ I ;
e若第一個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)不相同，則判斷該生的最終結(jié)果，若最終結(jié)果相同，則上傳給老師由老師判斷；若最終結(jié)果不同，則該生該題得零分。作為上述技術(shù)方案的一種改進(jìn)方案，執(zhí)行所述步驟c和d時(shí)，若缺失的關(guān)鍵得分點(diǎn)數(shù)量小于可缺失的關(guān)鍵得分點(diǎn)數(shù)量時(shí)，則忽略缺失的關(guān)鍵得分點(diǎn)進(jìn)行評(píng)分。作為上述技術(shù)方案的一種 改進(jìn)方案，所述步驟(4)中進(jìn)行比對(duì)時(shí)，還根據(jù)不同的判斷情況輸出相應(yīng)的反饋信息。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)包括統(tǒng)計(jì)題目錯(cuò)誤率、各答題步驟錯(cuò)誤率、答題步驟分類型錯(cuò)誤率。本發(fā)明提供的運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法，有效模擬了老師在進(jìn)行人工批改研判時(shí)的步驟，結(jié)果準(zhǔn)確，運(yùn)算速度極快，完全能夠取代傳統(tǒng)的手工批改過程。此外，除給出分值意外，還能夠向老師直觀反映學(xué)生的具體答題狀況，并給出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，反映學(xué)生整體學(xué)習(xí)情況，有助于老師迅速獲取教學(xué)效果反饋信息，節(jié)省了大量的人力勞動(dòng)資源。


圖1為本發(fā)明提供的批改及反饋方法的流程示意 圖2為建立批改模型的流程示意 圖3為對(duì)輸入的答案進(jìn)行預(yù)處理的說明圖表；
圖4為根據(jù)給分細(xì)則打分和反饋的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式
僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。一種運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法，基于作業(yè)批改軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，本方法必須提供可視輸入輸出界面，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)包括如下步驟:
(I)如圖1所示，首先建立批改模型，由老師在輸入界面預(yù)先錄入題目的各種解題方法的標(biāo)準(zhǔn)答案、形式要求及解題步驟，并對(duì)解題步驟分類。教師輸入題目時(shí)，要注意對(duì)該題目的要求一定要準(zhǔn)確，比如對(duì)于某個(gè)題目，是化為標(biāo)準(zhǔn)方程還是第一類方程等等。教師輸入標(biāo)準(zhǔn)答案時(shí)，要注意該題目共有幾種解題方法，盡量把學(xué)生可能想到的解題方法都輸入進(jìn)去。先由老師向系統(tǒng)中輸入答題步驟(類似于標(biāo)準(zhǔn)答案)，并將這些答題步驟分類，哪幾個(gè)答題步驟為關(guān)鍵得分點(diǎn)，哪幾個(gè)答題步驟為計(jì)算方面，對(duì)應(yīng)于學(xué)生哪個(gè)方面的失誤與不足。教師還要輸入給分細(xì)則，使得本方法的反饋結(jié)果得到進(jìn)一步的細(xì)化，給分細(xì)則可在軟件界面上設(shè)定。給分細(xì)則包括關(guān)鍵得分點(diǎn)的級(jí)數(shù)和相應(yīng)的分值，關(guān)鍵得分點(diǎn)在N個(gè)以上(N可以分為多個(gè)等級(jí)，N要小于等于關(guān)健得分點(diǎn)的總數(shù))應(yīng)給多少分，在運(yùn)算全部正確應(yīng)給多少分。輸入給分細(xì)則時(shí)還應(yīng)優(yōu)選設(shè)定N個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)之前有M個(gè)(<1M〈N)關(guān)鍵得分點(diǎn)缺失時(shí)，不影響學(xué)生作業(yè)或考試成績(jī)。(2)建立好批改模型后，由學(xué)生輸入自己做出的答題過程和答案，學(xué)生輸入時(shí)，要注意每一步的答案盡量將數(shù)字類的計(jì)算合并，數(shù)字放在答案的最前面。(如:3xy，而不能輸入l/2xy*3*2)，每一步計(jì)算或證明必須化為最簡(jiǎn)形式。本方法還對(duì)學(xué)生輸入的答案和答題步驟進(jìn)行一定的格式校驗(yàn)，只能輸入數(shù)字字母和運(yùn)算符，成對(duì)的運(yùn)算符必須齊全；
(3)隨后，如圖2所示，將輸入的答案轉(zhuǎn)為ASCII碼值并進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理步驟有利于提聞下一步進(jìn)行比對(duì)時(shí)的處理效率:
當(dāng)學(xué)生輸入答案提交后，按ASCII碼值對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理:字符ASCII碼值為65-90 (大寫字母)、97-122(小寫字母)，且連續(xù)時(shí)(即中間沒有其他ASCII碼值的字符)，按ASCII碼值從小到大排列；
字符ASCII碼值為61 (等號(hào))時(shí)，若該字符之前有字符則自動(dòng)換行(在等號(hào)前或等號(hào)后換行均可);
字符ASCII碼值為成對(duì)符號(hào)中的一個(gè)，如40、90、123 (分別為(、[、{這三個(gè)符號(hào))時(shí)，自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)棧，將其后的字符錄入棧中，直到遇到對(duì)應(yīng)的另一個(gè)成對(duì)符號(hào)時(shí)，即41、93、124(分別對(duì)應(yīng))、]、}這三個(gè)符號(hào))之后，全部出棧，成對(duì)符號(hào)中的內(nèi)容必須作為一個(gè)整體，不可以隨意出棧入棧。同理，也將積分、求和、累乘等符號(hào)也做同樣的處理。這類方法可以嵌套使用。(4)對(duì)學(xué)生提交的答題步驟與標(biāo)準(zhǔn)解題步驟按順序進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)給分細(xì)則打分。比對(duì)時(shí)，先尋找ASCII碼值43、45 (加號(hào)、減號(hào))的字符，將字符之前的內(nèi)容劃分成一個(gè)層次，由于加號(hào)減號(hào)連接的層次順序可以前后顛倒(例如a+b+c+d=a+b+d+c= b+d+c+
a=............)，因此被字符劃分開的這幾個(gè)層次有多種排列方式(排列時(shí)符號(hào)隨其之后的層
次移動(dòng))，變換多種排列方式并與老師給出的標(biāo)準(zhǔn)答案一一比對(duì)，直到找到與標(biāo)準(zhǔn)答案一致的排列形式為止。值得注意的是，更改減號(hào)時(shí)，第一個(gè)減號(hào)之前的部分不參與交換順序。若根據(jù)加減符號(hào)變換字符的排列順序后還是與標(biāo)準(zhǔn)答案不一致時(shí)，則再尋找ASCII碼值為42、47 (乘號(hào)、除號(hào))的字符，嵌套到加號(hào)減號(hào)對(duì)比中，同理將其重新排列再對(duì)t匕，直到找到與標(biāo)準(zhǔn)答案一致的排列形式停止。同樣地，更改除號(hào)時(shí)，第一個(gè)除號(hào)之前的部分不參與交換順序。若沒有找到，則查詢下一種解題方法，依次類推，直至比對(duì)完所有的解題方法。比對(duì)時(shí)，需要注意的是，前一個(gè)關(guān)鍵步驟對(duì)錯(cuò)不影響下一個(gè)關(guān)鍵步驟的對(duì)比:若前一個(gè)關(guān)鍵步驟錯(cuò)誤，后面的關(guān)鍵步驟全部正確，則該步驟不影響后面步驟的得分。這樣可以避免前一個(gè)關(guān)鍵步驟出入錯(cuò)誤，整個(gè)全錯(cuò)的問題。如有關(guān)鍵得分點(diǎn)缺失，應(yīng)優(yōu)選可以忽略一定數(shù)量的關(guān)鍵得分點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)，所述的一定數(shù)量應(yīng)小于關(guān)鍵得分點(diǎn)總數(shù)量，具體的數(shù)值由老師在步驟(I)中由界面輸入設(shè)定。為了進(jìn)一步保證自動(dòng)批改的效果，如果順序在前的步驟錯(cuò)誤而順序在后的步驟正確則將答案上傳給老師判斷。比對(duì)成功后，如圖3所示，代入步驟(I)中給分細(xì)則的設(shè)定數(shù)值進(jìn)行打分，還可進(jìn)一步地給出反饋信息:
a若老師輸入關(guān)鍵得分點(diǎn)與學(xué)生完全一致，則該計(jì)算題得滿分，并反饋信息“優(yōu)秀”；b若在Y-1個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)之前步驟全部一樣，則獲得Y-1個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)的相對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)并反饋信息“該生計(jì)算的最終結(jié)果有偏差”，其中Y為關(guān)鍵得分點(diǎn)的數(shù)量；
c若在A個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)之前步驟全部一樣，則得A個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)的相應(yīng)分?jǐn)?shù)，反饋信息“該生計(jì)算存在部分失誤”，若缺失的關(guān)鍵得分點(diǎn)數(shù)量小于等于M時(shí)，則忽略，其中A〈Y-1，A 彡(Y-1)/2 ；；
d若在B個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)之前步驟全部一樣，則得B個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)的相應(yīng)分?jǐn)?shù)，反饋信息“該生計(jì)算存在較大失誤”，若缺失的關(guān)鍵得分點(diǎn)數(shù)量小于等于M時(shí)，則忽略，其中B〈(Y-1)/2，B > I。e若第一個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)不相同，則判斷該生的最終結(jié)果，若最終結(jié)果相同，則上傳給老師由老師判斷；若最終結(jié)果不同，則該生該題得零分。反映給老師的情況為:該生計(jì)算方法有誤。(5)將上述批改結(jié)果(分?jǐn)?shù)和反饋信息)反饋到可視界面，并進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。本方法可分別輸出各學(xué)生完成的所有題目的得分和反饋信息，老師在獲得分?jǐn)?shù)的同時(shí)還能得到直觀的題目評(píng)判反饋信息，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。批改結(jié)果得出之后，教師在界面上還可查閱關(guān)鍵得分點(diǎn)為O的作業(yè)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握較差的學(xué)生可以重點(diǎn)關(guān)注。上述數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)包括統(tǒng)計(jì)題目錯(cuò)誤率、得分點(diǎn)錯(cuò)誤率、答題步驟分類型錯(cuò)誤率等等，還可描繪出學(xué)生錯(cuò)誤類型分布圖表，計(jì)算出錯(cuò)誤率最高的運(yùn)算步驟和關(guān)鍵得分點(diǎn)。本發(fā)明方案所 公開的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法，其特征在于，包括如下步驟: 首先建立批改模型，預(yù)先錄入題目的各種解題方法的標(biāo)準(zhǔn)答案、形式要求及解題步驟，并對(duì)解題步驟分類，輸入給分細(xì)則； 學(xué)生輸入答題過程和答案，系統(tǒng)進(jìn)行格式校驗(yàn)； 將輸入的答案轉(zhuǎn)為ASCII碼值并進(jìn)行預(yù)處理； 根據(jù)預(yù)先錄入的標(biāo)準(zhǔn)解題步驟，對(duì)學(xué)生提交的答題步驟按順序進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)給分細(xì)則打分； 將批改結(jié)果反饋到可視界面，并進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法，其特征在于:所述步驟(I)中的給分細(xì)則包括設(shè)定關(guān)鍵得分點(diǎn)的級(jí)數(shù)和相應(yīng)的分值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法，其特征在于:所述步驟(I)中的給分細(xì)則還包括設(shè)定可缺失的關(guān)鍵得分點(diǎn)數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法，其特征在于:所述步驟(3)中對(duì)輸入的答案進(jìn)行預(yù)處理的過程包括: 當(dāng)答案中含有連續(xù)的大小寫字母時(shí)，將他們按字母順序排列； 當(dāng)答案中含有等號(hào)時(shí)，若等號(hào)之前有字符則自動(dòng)換行； 當(dāng)答案中含有成對(duì)運(yùn)算符中的一個(gè)時(shí)，自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)棧，將其后的字符錄入棧中，直到所有運(yùn)算符都得到匹配之后將棧中字符出棧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法，其特征在于，所述步驟(4)中進(jìn)行比對(duì)時(shí)具體步驟如下: a若老師輸入關(guān)鍵得分點(diǎn)與學(xué)生完全一致，則該計(jì)算題得滿分；b若在Y-1個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)之前步驟全部一樣，則獲得Y-1個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)的相對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)，其中Y為關(guān)鍵得分點(diǎn)的數(shù)量； c若在A個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)之前步驟全部一樣，則得A個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)的相應(yīng)分?jǐn)?shù)，其中A〈Y-1，A ≥(Y-1)/2 ； d若在B個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)之前步驟全部一樣，則得B個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)的相應(yīng)分?jǐn)?shù)，B〈(Y-1)/2，B ≥ I ; e若第一個(gè)關(guān)鍵得分點(diǎn)不相同，則判斷該生的最終結(jié)果，若最終結(jié)果相同，則上傳給老師由老師判斷；若最終結(jié)果不同，則該生該題得零分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法，其特征在于:執(zhí)行所述步驟c和d時(shí)，若缺失的關(guān)鍵得分點(diǎn)數(shù)量小于等于可缺失的關(guān)鍵得分點(diǎn)數(shù)量時(shí)，則忽略缺失的關(guān)鍵得分點(diǎn)進(jìn)行評(píng)分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法，其特征在于:所述步驟(4)中進(jìn)行比對(duì)時(shí)，還根據(jù)不同的判斷情況輸出相應(yīng)的反饋信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)包括統(tǒng)計(jì)題目錯(cuò)誤率、各答題步驟錯(cuò)誤率、答題步驟分類型錯(cuò)誤率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過軟件實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算類習(xí)題批改及反饋方法，不僅能夠逐步比對(duì)運(yùn)算步驟，還能統(tǒng)計(jì)出各項(xiàng)數(shù)據(jù)，為老師節(jié)省大量時(shí)間。本發(fā)明提供的運(yùn)算類習(xí)題的批改及反饋方法，包括如下步驟首先建立批改模型，預(yù)先錄入題目的各種解題方法的標(biāo)準(zhǔn)答案、形式要求及解題步驟，并對(duì)解題步驟分類，輸入給分細(xì)則；學(xué)生輸入答題步驟和答案，進(jìn)行格式校驗(yàn)；將輸入的答案轉(zhuǎn)為ASCII碼值并進(jìn)行預(yù)處理；對(duì)學(xué)生提交的答題步驟與標(biāo)準(zhǔn)解題步驟按順序進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)給分細(xì)則打分；將批改結(jié)果反饋到可視界面，并進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。
文檔編號(hào)G09B7/02GK103164994SQ20131008318
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者劉文軍, 云翔, 王加兵, 焦克翔, 梁玉誼, 鄧子豪 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)