專利名稱：一種運算類習題的批改及反饋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計算機軟件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種針對運算類習題的批改及反饋方法。
背景技術(shù)：
長期以來，在教學過程中，充斥著大量的習題訓練和各種類型的考試測驗，在學生完成習題之后，老師必須花費大量的精力在批改工作上。目前人們逐漸在尋求自動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)采用機器自動讀取答題卡的方式來實現(xiàn)。隨著科技的不斷進步，利用計算機布置和完成習題已經(jīng)逐漸成為一種趨勢，但是目前主觀題以及需要列出解題步驟的運算類習題的批改中，仍然需要老師一步步進行認真研判。此外，在人工批改過程中，老師如果想獲得額外的統(tǒng)計信息，如:難掌握知識點、易錯計算步驟、該生扣分原因等等，還需要進行大量的人工運算和統(tǒng)計工作，進一步加重了教學負擔。

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現(xiàn)的運算類習題批改及反饋方法，不僅能夠逐步比對運算步驟，還能統(tǒng)計出各項數(shù)據(jù)，為老師節(jié)省大量時間。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種運算類習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準答案、形式要求及解題步驟，并對解題步驟分類，輸入給分細則；
(2)學生輸入答題過程和答案，系統(tǒng)進行格式校驗；
(3)將輸入的答案轉(zhuǎn)為ASCII碼值并進行預(yù)處理；
(4)根據(jù)預(yù)先錄入的標準解題步驟，對學生提交的答題步驟按順序進行比對，根據(jù)給分細則打分；
(5)將批改結(jié)果反饋到可視界面，并進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟(I)中的給分細則包括設(shè)定關(guān)鍵得分點的級數(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)中的給分細則還包括設(shè)定可缺失的關(guān)鍵得分點數(shù)量。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟(3)中對輸入的答案進行預(yù)處理的過程包括:
當答案中含有連續(xù)的大小寫字母時，將他們按字母順序排列；
當答案中含有等號時，若等號之前有字符則自動換行；
當答案中含有成對運算符中的一個時，自動創(chuàng)建一個棧，將其后的字符錄入棧中，直到所有運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)中進行比對時具體步驟如下， a若老師輸入關(guān)鍵得分點與學生完全一致，則該計算題得滿分；
b若在Y-1個關(guān)鍵得分點之前步驟全部一樣，則獲得Y-1個關(guān)鍵得分點的相對應(yīng)分數(shù)，其中Y為關(guān)鍵得分點的數(shù)量；
c若在A個關(guān)鍵得分點之前步驟全部一樣，則得A個關(guān)鍵得分點的相應(yīng)分數(shù)，其中A〈Y-1，A ≤(Y-1)/2 ；
d若在B個關(guān)鍵得分點之前步驟全部一樣，則得B個關(guān)鍵得分點的相應(yīng)分數(shù)，B〈(Y-1)/2，B ≤ I ;
e若第一個關(guān)鍵得分點不相同，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)方案的一種改進方案，執(zhí)行所述步驟c和d時，若缺失的關(guān)鍵得分點數(shù)量小于可缺失的關(guān)鍵得分點數(shù)量時，則忽略缺失的關(guān)鍵得分點進行評分。作為上述技術(shù)方案的一種 改進方案，所述步驟(4)中進行比對時，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)計包括統(tǒng)計題目錯誤率、各答題步驟錯誤率、答題步驟分類型錯誤率。本發(fā)明提供的運算類習題的批改及反饋方法，有效模擬了老師在進行人工批改研判時的步驟，結(jié)果準確，運算速度極快，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生的具體答題狀況，并給出數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，反映學生整體學習情況，有助于老師迅速獲取教學效果反饋信息，節(jié)省了大量的人力勞動資源。


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為對輸入的答案進行預(yù)處理的說明圖表；
圖4為根據(jù)給分細則打分和反饋的流程示意圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進行詳細說明，應(yīng)理解下述具體實施方式
僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。一種運算類習題的批改及反饋方法，基于作業(yè)批改軟件系統(tǒng)實現(xiàn)，本方法必須提供可視輸入輸出界面，具體實現(xiàn)時包括如下步驟:
(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準答案、形式要求及解題步驟，并對解題步驟分類。教師輸入題目時，要注意對該題目的要求一定要準確，比如對于某個題目，是化為標準方程還是第一類方程等等。教師輸入標準答案時，要注意該題目共有幾種解題方法，盡量把學生可能想到的解題方法都輸入進去。先由老師向系統(tǒng)中輸入答題步驟(類似于標準答案)，并將這些答題步驟分類，哪幾個答題步驟為關(guān)鍵得分點，哪幾個答題步驟為計算方面，對應(yīng)于學生哪個方面的失誤與不足。教師還要輸入給分細則，使得本方法的反饋結(jié)果得到進一步的細化，給分細則可在軟件界面上設(shè)定。給分細則包括關(guān)鍵得分點的級數(shù)和相應(yīng)的分值，關(guān)鍵得分點在N個以上(N可以分為多個等級，N要小于等于關(guān)健得分點的總數(shù))應(yīng)給多少分，在運算全部正確應(yīng)給多少分。輸入給分細則時還應(yīng)優(yōu)選設(shè)定N個關(guān)鍵得分點之前有M個(<1M〈N)關(guān)鍵得分點缺失時，不影響學生作業(yè)或考試成績。(2)建立好批改模型后，由學生輸入自己做出的答題過程和答案，學生輸入時，要注意每一步的答案盡量將數(shù)字類的計算合并，數(shù)字放在答案的最前面。(如:3xy，而不能輸入l/2xy*3*2)，每一步計算或證明必須化為最簡形式。本方法還對學生輸入的答案和答題步驟進行一定的格式校驗，只能輸入數(shù)字字母和運算符，成對的運算符必須齊全；
(3)隨后，如圖2所示，將輸入的答案轉(zhuǎn)為ASCII碼值并進行預(yù)處理，預(yù)處理步驟有利于提聞下一步進行比對時的處理效率:
當學生輸入答案提交后，按ASCII碼值對其進行預(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(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)時，若該字符之前有字符則自動換行(在等號前或等號后換行均可);
字符ASCII碼值為成對符號中的一個，如40、90、123 (分別為(、[、{這三個符號)時，自動創(chuàng)建一個棧，將其后的字符錄入棧中，直到遇到對應(yīng)的另一個成對符號時，即41、93、124(分別對應(yīng))、]、}這三個符號)之后，全部出棧，成對符號中的內(nèi)容必須作為一個整體，不可以隨意出棧入棧。同理，也將積分、求和、累乘等符號也做同樣的處理。這類方法可以嵌套使用。(4)對學生提交的答題步驟與標準解題步驟按順序進行比對，根據(jù)給分細則打分。比對時，先尋找ASCII碼值43、45 (加號、減號)的字符，將字符之前的內(nèi)容劃分成一個層次，由于加號減號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層次有多種排列方式(排列時符號隨其之后的層
次移動)，變換多種排列方式并與老師給出的標準答案一一比對，直到找到與標準答案一致的排列形式為止。值得注意的是，更改減號時，第一個減號之前的部分不參與交換順序。若根據(jù)加減符號變換字符的排列順序后還是與標準答案不一致時，則再尋找ASCII碼值為42、47 (乘號、除號)的字符，嵌套到加號減號對比中，同理將其重新排列再對t匕，直到找到與標準答案一致的排列形式停止。同樣地，更改除號時，第一個除號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，直至比對完所有的解題方法。比對時，需要注意的是，前一個關(guān)鍵步驟對錯不影響下一個關(guān)鍵步驟的對比:若前一個關(guān)鍵步驟錯誤，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關(guān)鍵步驟出入錯誤，整個全錯的問題。如有關(guān)鍵得分點缺失，應(yīng)優(yōu)選可以忽略一定數(shù)量的關(guān)鍵得分點進行比對，所述的一定數(shù)量應(yīng)小于關(guān)鍵得分點總數(shù)量，具體的數(shù)值由老師在步驟(I)中由界面輸入設(shè)定。為了進一步保證自動批改的效果，如果順序在前的步驟錯誤而順序在后的步驟正確則將答案上傳給老師判斷。比對成功后，如圖3所示，代入步驟(I)中給分細則的設(shè)定數(shù)值進行打分，還可進一步地給出反饋信息:
a若老師輸入關(guān)鍵得分點與學生完全一致，則該計算題得滿分，并反饋信息“優(yōu)秀”；b若在Y-1個關(guān)鍵得分點之前步驟全部一樣，則獲得Y-1個關(guān)鍵得分點的相對應(yīng)分數(shù)并反饋信息“該生計算的最終結(jié)果有偏差”，其中Y為關(guān)鍵得分點的數(shù)量；
c若在A個關(guān)鍵得分點之前步驟全部一樣，則得A個關(guān)鍵得分點的相應(yīng)分數(shù)，反饋信息“該生計算存在部分失誤”，若缺失的關(guān)鍵得分點數(shù)量小于等于M時，則忽略，其中A〈Y-1，A 彡(Y-1)/2 ；；
d若在B個關(guān)鍵得分點之前步驟全部一樣，則得B個關(guān)鍵得分點的相應(yīng)分數(shù)，反饋信息“該生計算存在較大失誤”，若缺失的關(guān)鍵得分點數(shù)量小于等于M時，則忽略，其中B〈(Y-1)/2，B > I。e若第一個關(guān)鍵得分點不相同，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:該生計算方法有誤。(5)將上述批改結(jié)果(分數(shù)和反饋信息)反饋到可視界面，并進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。本方法可分別輸出各學生完成的所有題目的得分和反饋信息，老師在獲得分數(shù)的同時還能得到直觀的題目評判反饋信息，掌握學生的學習情況。批改結(jié)果得出之后，教師在界面上還可查閱關(guān)鍵得分點為O的作業(yè)，對知識點掌握較差的學生可以重點關(guān)注。上述數(shù)據(jù)統(tǒng)計包括統(tǒng)計題目錯誤率、得分點錯誤率、答題步驟分類型錯誤率等等，還可描繪出學生錯誤類型分布圖表，計算出錯誤率最高的運算步驟和關(guān)鍵得分點。本發(fā)明方案所 公開的技術(shù)手段不僅限于上述實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
1.一種運算類習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準答案、形式要求及解題步驟，并對解題步驟分類，輸入給分細則； 學生輸入答題過程和答案，系統(tǒng)進行格式校驗； 將輸入的答案轉(zhuǎn)為ASCII碼值并進行預(yù)處理； 根據(jù)預(yù)先錄入的標準解題步驟，對學生提交的答題步驟按順序進行比對，根據(jù)給分細則打分； 將批改結(jié)果反饋到可視界面，并進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運算類習題的批改及反饋方法，其特征在于:所述步驟(I)中的給分細則包括設(shè)定關(guān)鍵得分點的級數(shù)和相應(yīng)的分值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運算類習題的批改及反饋方法，其特征在于:所述步驟(I)中的給分細則還包括設(shè)定可缺失的關(guān)鍵得分點數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項所述的運算類習題的批改及反饋方法，其特征在于:所述步驟(3)中對輸入的答案進行預(yù)處理的過程包括: 當答案中含有連續(xù)的大小寫字母時，將他們按字母順序排列； 當答案中含有等號時，若等號之前有字符則自動換行； 當答案中含有成對運算符中的一個時，自動創(chuàng)建一個棧，將其后的字符錄入棧中，直到所有運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中任意一項所述的運算類習題的批改及反饋方法，其特征在于，所述步驟(4)中進行比對時具體步驟如下: a若老師輸入關(guān)鍵得分點與學生完全一致，則該計算題得滿分；b若在Y-1個關(guān)鍵得分點之前步驟全部一樣，則獲得Y-1個關(guān)鍵得分點的相對應(yīng)分數(shù)，其中Y為關(guān)鍵得分點的數(shù)量； c若在A個關(guān)鍵得分點之前步驟全部一樣，則得A個關(guān)鍵得分點的相應(yīng)分數(shù)，其中A〈Y-1，A ≥(Y-1)/2 ； d若在B個關(guān)鍵得分點之前步驟全部一樣，則得B個關(guān)鍵得分點的相應(yīng)分數(shù)，B〈(Y-1)/2，B ≥ I ; e若第一個關(guān)鍵得分點不相同，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所述的運算類習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，若缺失的關(guān)鍵得分點數(shù)量小于等于可缺失的關(guān)鍵得分點數(shù)量時，則忽略缺失的關(guān)鍵得分點進行評分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的運算類習題的批改及反饋方法，其特征在于:所述步驟(4)中進行比對時，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中任意一項所述的運算類習題的批改及反饋方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)統(tǒng)計包括統(tǒng)計題目錯誤率、各答題步驟錯誤率、答題步驟分類型錯誤率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過軟件實現(xiàn)的運算類習題批改及反饋方法，不僅能夠逐步比對運算步驟，還能統(tǒng)計出各項數(shù)據(jù)，為老師節(jié)省大量時間。本發(fā)明提供的運算類習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準答案、形式要求及解題步驟，并對解題步驟分類，輸入給分細則；學生輸入答題步驟和答案，進行格式校驗；將輸入的答案轉(zhuǎn)為ASCII碼值并進行預(yù)處理；對學生提交的答題步驟與標準解題步驟按順序進行比對，根據(jù)給分細則打分；將批改結(jié)果反饋到可視界面，并進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。
文檔編號G09B7/02GK103164994SQ20131008318
公開日2013年6月19日 申請日期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 申請人:南京信息工程大學