CN110060531B - 一种使用智能数码笔的计算机在线考试系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用智能数码笔的计算机在线考试系统和方法，其包括在线考试系统、智能数码笔和答题卡；在线考试系统包括：点阵铺设系统，用于生成点阵信息并铺设在答题卡上；答题卡区块划分系统，用于对答题卡进行区块划分；录题系统，用于试题录入并对录入试题加密后上传至服务器；考试系统，用于完成考试操作流程，并将答案文件以及日志文件上传至服务器；笔迹渲染切割系统，用于将考生答案文件渲染成图片文件；阅卷系统，用于下载经过渲染的笔迹图片文件供阅卷教师进行阅卷，并输出考生主观题成绩；数据分析系统，用于根据考生答案文件和日志文件分析考生答题行为，输出数据分析结果。本发明可以广泛应用于在线考试领域。

Description

一种使用智能数码笔的计算机在线考试系统和方法

技术领域

本发明涉及机考考试或在线考试领域，具体而言，涉及一种使用智能数码笔的计算机在线考试系统和方法。

背景技术

计算机在线考试这一形式由于其具有较强的便利性、安全性、同步性、高效性等突出特点，近些年来被广泛应用于升学测试、职业测评等诸多领域。计算机在线考试可以通过在线加密分发试题来解决试题远距离运输所产生的安全隐患，同时也可以通过对于题目及答案乱序的方式降低相邻考试学生作弊的风险。

受计算机考试作答形式所限，目前的计算机在线考试题型还主要以客观选择或判断题为主，个别考试试题虽然包括连线题或填空题，但题目形式及答案仍然限制在计算机鼠标或键盘能够完成作答的题目形式范围内，题目形式不符合广大考生使用纸笔答题的习惯。在升学测试或学业水平统一考试等相关考试环节中，经常需要采用主观题题型对于学生的解题思维进行考察，这一考察形式难以被现有的计算机在线考试形式所实现，目前的主观题型考核还多采用线下纸笔考试的形式进行。但传统纸笔考试因其排版、印刷、及考试形式难以规避考场作弊、试题外泄、答题卡被篡改等风险。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种使用智能数码笔的计算机在线考试系统和方法，通过使用智能数码笔能够将线下的纸笔考试所有内容全部搬到计算机线上考试中开展。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种使用智能数码笔的计算机在线考试系统，其包括：设置在计算机终端的在线考试系统、与所述计算机终端相连的智能数码笔以及与所述智能数码笔配套的答题卡；所述在线考试系统包括点阵铺设系统、答题卡区块划分系统、录题系统、考试系统、笔迹渲染切割系统、阅卷系统和数据分析系统；所述点阵铺设系统，用于生成点阵信息并铺设在所述答题卡上；所述答题卡区块划分系统，用于对所述答题卡进行区块划分，生成试题与该试题答题区点阵范围的映射关系，并将该映射关系发送到所述考试系统；所述录题系统，用于试题录入并对录入试题进行加密处理后，输出加密的试题文件到文件服务器；所述考试系统，用于完成考试操作流程，并将通过所述智能数码笔记录的考生的答案文件以及日志文件上传至所述文件服务器；所述笔迹渲染切割系统，用于从所述文件服务器下载考生答案文件，以题目为单位渲染成特定格式的图片文件，并发送到阅卷文件服务器；所述阅卷系统，用于从所述阅卷文件服务器下载经过渲染的笔迹图片文件供阅卷教师进行阅卷，并输出考生主观题成绩；所述数据分析系统，用于根据考生答案文件和日志文件，分析考生答题行为，输出数据分析结果。

进一步的，所述考试系统包括智能数码笔测试模块、智能数码笔体验模块、答题区识别模块、笔迹实时渲染模块、笔迹存储模块和笔迹上传模块；所述智能数码笔测试模块用于机房管理人员对所述智能数码笔进行可用性及稳定性测试；所述智能数码笔体验模块用于考生在考前的智能笔书写体验，能够让考生在点阵测试纸上书写，并在考试系统中实时显示笔迹；所述答题区识别模块用于根据所述数码智能笔读取的点阵坐标，判断考生所在题目区域：若答题区域与考生所答题目吻合，则将笔迹数据存入答案文件中；若不吻合，发出提示信息；所述笔迹实时渲染模块用于在考试系统中实时动态显示考生在所述答题卡上作答的笔迹；所述笔迹存储模块用于以笔划为单位将考生通过所述智能数码笔书写在所述答题卡上的笔迹进行存储；所述笔迹上传模块用于在考试结束后将包含笔迹信息的答案文件与日志文件上传至所述文件服务器。

进一步的，所述笔迹渲染切割系统包括文件下载模块、文件异常检测模块、笔迹提取模块、笔迹渲染模块、文件上传模块以及异常处理模块；所述文件下载模块用于从所述文件服务器中下载考生的答案文件，并发送到所述文件异常检测模块；所述文件异常检测模块用于对下载的考生答案文件进行异常检测，并将异常答案文件发送到所述异常处理模块，其他正常答案文件发送至所述笔迹提取模块；所述笔迹提取模块用于对正常答案文件进行解密，并提取各所述正常答案文件的笔迹数据；所述笔迹渲染模块用于根据提取的笔迹数据中点阵的坐标进行渲染，并进行图片绘制；所述文件上传模块用于将绘制好的图片上传至所述阅卷系统；所述异常处理模块用于将异常答案文件的异常信息记入异常日志中，便于考务人员后续的操作。

一种使用智能数码笔的计算机在线考试系统的考试方法，其包括以下步骤：1)完成考试前的准备工作；2)考试过程中，在线考试系统完成预设考试操作流程，并将通过智能数码笔记录的考生答案文件以及考试系统记录的日志文件上传至文件服务器；3)考试结束后，在线考试系统对考生答案文件进行处理生成用于阅卷评分笔迹图片文件，并根据考生答案文件和日志文件分析考生答题行为，输出数据分析结果。

进一步的，所述步骤1)中，考试前的准备工作包括以下步骤：1.1)根据采用的智能数码笔的识别规则生成点阵信息，并在预设规格的答题卡中铺设点阵图层；1.2)对答题卡进行区块划分，生成试题与答题卡上该试题答题区的点阵范围的映射关系，并将该映射关系上传至考试系统中；1.3)通过录题系统录入试题，并录入试题加密后上传至文件服务器。

进一步的，所述步骤1.2)中，对答题卡进行区块划分的方法，包括以下步骤：1.2.1)从试题中选定一道未设置答题区域的主观题；1.2.2)在答题卡中，新增一个或多个与所选主观题题目对应的答题卡区块；1.2.3)使用智能数码笔点触对应答题卡区块的左上角与右下角，确定各答题卡区块的点阵范围；1.2.4)判断所选主观题题目是否还有其他对应的答题卡区域，若还存在其他对应答题卡区域，则返回步骤1.2.3)，否则，进入步骤1.2.5)；1.2.5)判断是否试题的所有主观题均设置了答题卡区域：若仍未设置完毕，则返回步骤1.2.1)；否则，结束答题卡的答题区划分流程，并将各主观题与其答题区域的点阵范围的对应关系上传至考试系统。

进一步的，所述步骤2)中，考试系统的预设操作流程包括以下步骤：2.1)从文件服务器中下载加密后的试题题目；2.2)对智能数码笔的硬件及软件进行可用性及稳定性测试；2.3)考试开始前，进行考前的智能数码笔书写体验，实时显示考生通过智能数码笔在点阵测试纸上的书写笔迹，建立智能数码笔在机考/在线考试答题与传统纸笔答题的习惯的关联；2.4)考试过程中，考试系统实时显示考生使用智能数码笔在铺设点阵的答题卡中作答主观题时书写的笔迹，并将笔迹信息保存至答案文件及日志文件中；2.5)考试结束后，考试系统将考生提交的答案文件以及日志文件上传至文件服务器。

进一步的，所述步骤2.4)中，考生使用智能数码笔在铺设点阵的答题卡中作答主观题的方法，包括以下步骤：2.4.1)通过考试系统的人机交互界面选中一道主观题，并点击“开始答题”按钮：2.4.2)考试系统的人机交互界面显示考生答题界面；2.4.3)考生使用智能数码笔在点阵答题卡上作答；2.4.4)考试系统根据考生作答区域的点阵范围判断考生答题区是否与所选题目的答题区域相匹配：若系统检测考生答题区域与所选题目不匹配，则提醒考生在正确的答题区内答题；若系统检测考生答题区域与所选题目匹配，则在答题界面中实时显示考生作答笔迹，同时将考生的笔迹信息保存至答案文件及日志文件中，保存的信息包括：笔划的起始时间戳、结束时间戳、笔划内各个点的X坐标和Y坐标；2.4.5)判断当前题目是否完成，如果完成，通过人机交互界面选择其他题目继续作答；2.4.6)判断所有题目是否完成，如果完成，通过人机交互界面点击“交卷”按钮进行交卷操作，考试系统将考生答案文件与日志文件上传至文件服务器中。

进一步的，所述步骤3)中，考试系统对答案文件进行处理的方法，包括以下步骤：3.1)从考生的答案文件中提取笔迹信息，并将坐标点渲染为笔迹，以图片格式文件保存至阅卷文件存储服务器中；3.2)阅卷系统从阅卷文件存储服务器中调取已经过渲染的考生作答图片文件，供阅卷教师阅卷；3.3)通过答案文件中笔迹的时间戳还原考生答题行为，用于防止作弊和后续数据研究。

进一步的，所述步骤3.1)中，从考生的答案文件中提取笔迹信息，并将坐标点渲染为笔迹的方法，包括以下步骤：3.1.1)从文件服务器中下载各考生的答案文件；3.1.2)检测答案文件是否异常，若文件无异常，则进入步骤3.1.3)，否则进入步骤3.1.6)；3.1.3)通过密钥解开答案文件，并提取各答案文件笔迹数据；3.1.4)按照提取的笔迹数据中点阵的坐标进行渲染，并进行图片绘制；3.1.5)将绘制好的图片以预设的文件结构存入阅卷系统的文件服务器中；3.1.6)针对异常的答案文件，将其异常信息记入异常日志中，根据异常日志中的信息，找出相应的答题卡扫描件并上传至阅卷系统文件服务器中。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明采用智能数码笔，能够规避传统考试因试题印制、存放保管及运输过程可能引发的泄题风险，计算机考试比传统纸笔考试在试题安全保障方面上具有一定优势，在开考前十分钟的时间内即可完成试题下发及解密，最大限度降低了传统考试因试题印制、存放保管及运输过程可能引发的泄题风险。2、使在线考试不受答题方式的限制：现有常规的计算机在线考试基本上都基于鼠标及键盘等外接设备进行答题，尚未有识别精度高的可书写设备进行计算机考试。收答题设备的限制，计算机考试题目多采用选择题的形式进行，填空题及简答题也因文字输入功能而有诸多限制。使用智能数码笔可以完全还原线下纸笔考试的场景，也可使得纸笔考试可以全部在计算机内进行。3、记录答题全过程，规避考后答题卡笔迹被篡改风险。利用智能数码笔进行计算机在线考试可以记录考生答题全过程，将包括答题时间等信息记录在日志文件中，可以避免传统纸笔考试可能存在的答题卡遗失或答题记录被篡改的风险。因此，本发明可以广泛应用于在线考试领域。

附图说明

图1为本发明智能数码笔在新型考试技术中的应用的整体流程图；

图2为本发明实施例中划分答题卡答题区的具体流程图；

图3为本发明实施例中考生使用智能数码笔作答主观题的具体流程图；

图4为本发明实施例中智能数码笔笔迹渲染的具体流程图；

图5为本发明实施例中技术实现的系统交互图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供一种使用智能数码笔的计算机在线考试系统，该系统包括设置在计算机终端的在线考试系统、与计算机终端相连的智能数码笔以及与智能数码笔配套的答题卡。在线考试系统包括点阵铺设系统、答题卡区块划分系统、录题系统、考试系统、笔迹渲染切割系统、阅卷系统和数据分析系统。其中，点阵铺设系统，用于生成点阵信息并铺设在答题卡上；答题卡区块划分系统，用于对答题卡进行区块划分，生成试题与该试题答题区点阵范围的映射关系，并将该映射关系发送到考试系统；录题系统，用于录入人员的试题录入，并对录入试题进行加密处理后，输出加密的试题文件到文件服务器；考试系统，用于完成考试操作流程，并将通过智能数码笔记录的考生的答案文件以及日志文件上传至文件服务器；笔迹渲染切割系统，用于从文件服务器下载考生答案文件，以题目为单位渲染成特定格式的图片文件，并发送到阅卷文件服务器；阅卷系统，用于从阅卷文件服务器下载经过渲染的笔迹图片文件，供阅卷教师进行阅卷，输出考生主观题成绩；数据分析系统，用于根据考生答案文件和日志文件，分析考生答题行为，输出数据分析结果。

进一步，考试系统包括智能数码笔测试模块、智能数码笔体验模块、答题区识别模块、笔迹实时渲染模块、笔迹存储模块和笔迹上传模块。其中，智能数码笔测试模块用于测试智能数码笔在点阵测试纸上是否能够书写，笔迹是否能够顺畅显示并保存；智能数码笔体验模块用于考生在考前的智能笔书写体验，能够让考生在点阵测试纸上书写，并在考试系统中实时显示笔迹；答题区识别模块用于根据数码智能笔读取的点阵坐标，判断考生所在题目区域：若答题区域与考生所答题目吻合，则将笔迹数据存入答案文件中；若不吻合，提示考生；笔迹实时渲染模块用于在考试系统中实时动态显示考生在点阵答题卡上作答的笔迹；笔迹存储模块用于以笔划为单位将考生通过智能数码笔书写在点阵答题卡上的笔迹进行存储，存储信息包含笔划的开始与截止时间戳、笔划内各点的点阵坐标；笔迹上传模块用于在考试结束后将包含笔迹信息的答案文件与日志文件上传至文件服务器。本系统输出考生的答案文件与日志文件。

进一步，笔迹渲染切割系统包括文件下载模块、文件异常检测模块、笔迹提取模块、笔迹渲染模块、文件上传模块以及异常处理模块。其中，文件下载模块用于从文件服务器中下载考生的答案文件；文件异常检测模块用于对下载的考生答案文件进行异常检测，并将异常文件发送到异常处理模块，其他正常文件发送至笔迹提取模块；笔迹提取模块用于对正常答案文件进行解密，并提取各正常答案文件的笔迹数据；笔迹渲染模块用于根据提取的笔迹数据中点阵的坐标进行渲染，并进行图片绘制；文件上传模块用于将绘制好的图片上传至阅卷系统；异常处理模块用于将异常答案文件的异常信息记入异常日志中，便于考务人员后续的操作。

如图2所示，基于上述使用智能数码笔的计算机在线考试系统，本发明还提供一种使用智能数码笔的计算机在线考试方法，包括以下步骤：

1)完成考试前的准备工作；

2)考试过程中，在线考试系统完成预设考试操作流程，并将通过智能数码笔记录的考生答案文件以及考试系统记录的日志文件上传至文件服务器；

3)考试结束后，在线考试系统对答案文件进行处理生成笔迹图片文件用于阅卷评分，并根据考生答案文件和日志文件分析考生答题行为，输出数据分析结果。

上述步骤1)中，考试前的准备工作包括以下步骤：

1.1)根据智能数码笔的识别规则生成点阵信息，并在预设规格的答题卡中铺设点阵图层。

依据智能数码笔的识别精度确定点阵坐标间距，在答题卡的答题区域内由左上至右下顺次设置点阵并赋予点阵中每个点一个坐标。点阵的作用是提供给数码笔一个坐标参数信息，并以一定精度打印在预设规格的答题卡中，通常要求打印精度为600dpi以上，保证智能数码笔在点阵答题卡上书写时，能够准确的记录书写的笔迹。其中，生成的信息点阵能够被智能数码笔识别，且至少包含点阵唯一识别ID、点阵二维坐标、页码ID等关键信息。

1.2)对答题卡进行区块划分，生成试题与答题卡上该试题答题区的点阵范围的映射关系，并将该映射关系上传至考试系统中。

其中，一个试题对应的答题卡区域由一个或多个矩形区域组成，每个矩形区域由其左上角坐标与右下角坐标确定。

1.3)通过录题系统向在线考试系统中录入试题，加密后上传至服务器。

上述步骤1.2)中，如图3所示，对答题卡进行区块划分的方法，包括以下步骤：

1.2.1)选定题目：从试题中选定一道未设置答题区域的主观题；

1.2.2)新增答题卡区块：在答题卡中，新增一个或多个与所选题目对应的答题卡区块；

1.2.3)定位答题卡区块：使用智能数码笔点触答题卡区块的左上角与右下角，确定该答题卡区块的点阵范围；

1.2.4)判断答题卡区块是否完整：判断所选题目是否还有其他对应的答题卡区域，若还存在其他对应答题卡区域，则返回步骤1.2.3)，否则，进入步骤1.2.5)；

1.2.5)判断题目区块是否设置完毕：判断是否所有主观题均设置了答题卡区域：若仍未设置完毕，则返回步骤1.2.1)；否则，结束答题卡的答题区划分流程，并将各主观题与其答题区域的点阵范围的对应关系上传至考试系统。

上述步骤2)中，考试系统的预设操作流程包括以下步骤：

2.1)从文件服务器中下载加密后的试题题目；

2.2)机房管理人员对智能数码笔的硬件及软件进行可用性及稳定性测试；

首先，将智能数码笔通过数据线与计算机相连接，智能数码笔前端的高速摄像头随时捕捉笔尖的运动轨迹，同时压力传感器将压力数据传回数据处理器，最终将信息通过USB线向外传输；

2.3)考试开始前，进行考前的智能数码笔书写体验，实时显示考生通过智能数码笔在点阵测试纸上的书写笔迹，建立智能数码笔在机考/在线考试答题与传统纸笔答题的习惯的关联；

2.4)考试过程中，考生使用智能数码笔在铺设点阵的答题卡中作答主观题，考试系统中实时显示书写的笔迹，并将笔迹信息保存至答案文件及日志文件中；

其中，笔迹信息以笔划为单位，包括笔划的起始与结束时间戳以及笔划内各点的坐标值。由于智能数码笔带有压力传感器，一个笔划以笔的按压为开始，笔的抬起为终止。当然，在本实施例的必要情况下，也可以点为单位进行存储。值得一提，若考试过程中，智能数码笔出现异常导致无法正常使用，需要标记该笔为异常笔，使用该笔的考生的答题以答题卡扫描件为准。

2.5)考试结束后，考生提交答题结果，考试系统将考生答案文件及日志文件上传至文件服务器。

上述步骤2.4)中，如图4所示，考生使用智能数码笔在铺设点阵的答题卡中作答主观题时，包括以下步骤：

2.4.1)考生通过考试系统的人机交互界面选中一道主观题，并点击“开始答题”按钮：

2.4.2)考试系统的人机交互界面显示考生答题界面；

其中，考生答题界面的长宽比例与答题卡中与此题对应的答题区比例一致；若该题对应有多个答题卡答题区，则答题界面的长宽比与答题区由上至下拼接而成的矩形的长宽比例一致。这样能够保证，若答题卡存在辅助图，考生在其上画辅助线时，保证图与笔迹相对位置不变。

2.4.3)考生使用智能数码笔在点阵答题卡上作答；

2.4.4)考试系统根据考生作答区域的点阵范围判断考生答题区是否与所选题目的答题区域相匹配：

若系统检测考生答题区域与所选题目不匹配，则提醒考生在正确的答题区内答题；

若系统检测考生答题区域与所选题目匹配，则在答题界面中实时显示考生作答笔迹，以便考生实时了解智能数码笔的运作情况，同时将考生的笔迹信息保存至答案文件及日志文件中，保存的信息包括：笔划的起始时间戳、结束时间戳、笔划内各个点的X坐标和Y坐标；

2.4.5)判断当前题目是否完成，如果完成，考生通过人机交互界面选择其他题目继续作答；

2.4.6)判断所有题目是否完成，如果完成，考生通过人机交互界面点击“交卷”按钮进行交卷操作，考试系统将考生答案文件与日志文件上传至文件服务器中。

上述步骤3)中，考试系统对答案文件进行处理的方法，包括以下步骤：

3.1)渲染智能数码笔笔迹：从考生的答案文件中提取笔迹信息，并将坐标点渲染为笔迹，以图片格式文件保存至阅卷文件存储服务器中；在大规模考试场景中，由于考生数量庞大，可以多台服务器并行渲染的方式提升渲染效率。

3.2)阅卷：阅卷系统从阅卷文件存储服务器中调取已经过渲染的考生作答图片文件，供阅卷教师阅卷。

3.3)数据分析：通过答案文件中笔迹的时间戳还原考生答题行为，一方面可以通过时间戳判断考生作答是否在规定时间，防止考后篡改答案；另一方面，可以通过此分析，了解考生答题习惯，做数据研究。

上述步骤3.1)中，如图5所示，渲染智能数码笔笔迹的方法，包括以下步骤：

3.1.1)从文件服务器中下载各考生的答案文件；

3.1.2)检测答案文件是否异常，若文件无异常，则进入步骤3.1.3)，否则进入步骤3.1.6)；

答案文件的异常情况分两种类型：其一为在考试过程中，智能数码笔出现异常时进行标记，考生的答案文件为异常文件；其二为存在个别或全部题目无任何笔迹的文件；

3.1.3)提取各答案文件笔迹数据：通过密钥解开答案文件，并提取各答案文件笔迹数据；

3.1.4)按照提取的笔迹数据中点阵的坐标进行渲染，并进行图片绘制；

3.1.5)将绘制好的图片以特定的文件结构存入阅卷系统的文件服务器中；文件结构根据特定场景进行选择，例如，每个考生的图片存入以其准考证号命名的文件夹中，图片文件以其答题卡答题区ID命名；

3.1.6)针对异常的答案文件，将其异常信息记入异常日志中，根据异常日志中的信息，找出相应的答题卡扫描件并上传至阅卷系统文件服务器中。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (8)

1.一种使用智能数码笔的计算机在线考试系统，其特征在于其包括：设置在计算机终端的在线考试系统、与所述计算机终端相连的智能数码笔以及与所述智能数码笔配套的答题卡；

所述在线考试系统包括点阵铺设系统、答题卡区块划分系统、录题系统、考试系统、笔迹渲染切割系统、阅卷系统和数据分析系统；

所述点阵铺设系统，用于生成点阵信息并铺设在所述答题卡上；

所述答题卡区块划分系统，用于对所述答题卡进行区块划分，生成试题与该试题答题区点阵范围的映射关系，并将该映射关系发送到所述考试系统；所述答题卡区块划分系统对所述答题卡进行区块划分时，包括：①从试题中选定一道未设置答题卡区块的主观题；②在答题卡中，新增一个或多个与所选题目对应的答题卡区块；③使用智能数码笔点触答题卡区块的左上角与右下角，确定该答题卡区块的点阵范围；④判断答题卡区块是否完整：判断所选题目是否还有其他对应的答题卡区块，若还存在其他对应答题卡区块，则返回③继续设置，否则，进入⑤；⑤判断是否所有主观题均设置了答题卡区块：若仍未设置完毕，则返回①继续设置，否则结束答题卡的答题卡区块划分流程，并将各主观题与其答题卡区块的点阵范围的对应关系上传至考试系统；

所述录题系统，用于试题录入并对录入试题进行加密处理后，输出加密的试题文件到文件服务器；

所述考试系统，用于完成考试操作流程，并将通过所述智能数码笔记录的考生的答案文件以及日志文件上传至所述文件服务器；

所述笔迹渲染切割系统，用于从所述文件服务器下载考生答案文件，以题目为单位渲染成特定格式的图片文件，并发送到阅卷文件服务器；

所述阅卷系统，用于从所述阅卷文件服务器下载经过渲染的笔迹图片文件供阅卷教师进行阅卷，并输出考生主观题成绩；

所述数据分析系统，用于根据考生答案文件和日志文件，分析考生答题行为，输出数据分析结果。

2.如权利要求1所述的一种使用智能数码笔的计算机在线考试系统，其特征在于：所述考试系统包括智能数码笔测试模块、智能数码笔体验模块、答题区识别模块、笔迹实时渲染模块、笔迹存储模块和笔迹上传模块；

所述智能数码笔测试模块用于机房管理人员对所述智能数码笔进行可用性及稳定性测试；

所述智能数码笔体验模块用于考生在考前的智能笔书写体验，能够让考生在点阵测试纸上书写，并在考试系统中实时显示笔迹；

所述答题区识别模块用于根据所述智能数码笔读取的点阵坐标，判断考生所在题目区域：若答题区域与考生所答题目吻合，则将笔迹数据存入答案文件中；若不吻合，发出提示信息；

所述笔迹实时渲染模块用于在考试系统中实时动态显示考生在所述答题卡上作答的笔迹；

所述笔迹存储模块用于以笔划为单位将考生通过所述智能数码笔书写在所述答题卡上的笔迹进行存储；

所述笔迹上传模块用于在考试结束后将包含笔迹信息的答案文件与日志文件上传至所述文件服务器。

3.如权利要求1所述的一种使用智能数码笔的计算机在线考试系统，其特征在于：所述笔迹渲染切割系统包括文件下载模块、文件异常检测模块、笔迹提取模块、笔迹渲染模块、文件上传模块以及异常处理模块；

所述文件下载模块用于从所述文件服务器中下载考生的答案文件，并发送到所述文件异常检测模块；

所述文件异常检测模块用于对下载的考生答案文件进行异常检测，并将异常答案文件发送到所述异常处理模块，其他正常答案文件发送至所述笔迹提取模块；

所述笔迹提取模块用于对正常答案文件进行解密，并提取各所述正常答案文件的笔迹数据；

所述笔迹渲染模块用于根据提取的笔迹数据中点阵的坐标进行渲染，并进行图片绘制；

所述文件上传模块用于将绘制好的图片上传至所述阅卷系统；

所述异常处理模块用于将异常答案文件的异常信息记入异常日志中，便于考务人员后续的操作。

4.一种采用如权利要求1～3任一项所述使用智能数码笔的计算机在线考试系统的考试方法，其特征在于包括以下步骤：

1）完成考试前的准备工作；

所述步骤1）中，考试前的准备工作包括以下步骤：

1.1）根据采用的智能数码笔的识别规则生成点阵信息，并在预设规格的答题卡中铺设点阵图层；

1.2）对答题卡进行区块划分，生成试题与答题卡上该试题答题区的点阵范围的映射关系，并将该映射关系上传至考试系统中；

所述步骤1.2）中，对答题卡进行区块划分的方法，包括以下步骤：

1.2.1）从试题中选定一道未设置答题卡区块的主观题；

1.2.2）在答题卡中，新增一个或多个与所选主观题题目对应的答题卡区块；

1.2.3）使用智能数码笔点触对应答题卡区块的左上角与右下角，确定各答题卡区块的点阵范围；

1.2.4）判断所选主观题题目是否还有其他对应的答题卡区块，若还存在其他对应答题卡区块，则返回步骤1.2.3），否则，进入步骤1.2.5）；

1.2.5）判断是否试题的所有主观题均设置了答题卡区块：若仍未设置完毕，则返回步骤1.2.1）；否则，结束答题卡的答题卡区块划分流程，并将各主观题与其答题卡区块的点阵范围的对应关系上传至考试系统；

1.3）通过录题系统录入试题，并录入试题加密后上传至文件服务器；

2）考试过程中，在线考试系统完成预设考试操作流程，并将通过智能数码笔记录的考生答案文件以及考试系统记录的日志文件上传至文件服务器；

3）考试结束后，在线考试系统对考生答案文件进行处理生成用于阅卷评分笔迹图片文件，并根据考生答案文件和日志文件分析考生答题行为，输出数据分析结果。

5.如权利要求4所述的一种考试方法，其特征在于：所述步骤2）中，考试系统的预设操作流程包括以下步骤：

2.1）从文件服务器中下载加密后的试题题目；

2.2）对智能数码笔的硬件及软件进行可用性及稳定性测试；

2.3）考试开始前，进行考前的智能数码笔书写体验，实时显示考生通过智能数码笔在点阵测试纸上的书写笔迹，建立智能数码笔在机考/在线考试答题与传统纸笔答题的习惯的关联；

2.4）考试过程中，考试系统实时显示考生使用智能数码笔在铺设点阵的答题卡中作答主观题时书写的笔迹，并将笔迹信息保存至答案文件及日志文件中；

2.5）考试结束后，考试系统将考生提交的答案文件以及日志文件上传至文件服务器。

6.如权利要求5所述的一种考试方法，其特征在于：所述步骤2.4）中，考生使用智能数码笔在铺设点阵的答题卡中作答主观题的方法，包括以下步骤：

2.4.1）通过考试系统的人机交互界面选中一道主观题，并点击“开始答题”按钮：

2.4.2）考试系统的人机交互界面显示考生答题界面；

2.4.3）考生使用智能数码笔在点阵答题卡上作答；

2.4.4）考试系统根据考生作答区域的点阵范围判断考生答题区域是否与所选题目的答题卡区块相匹配：

若系统检测考生答题区域与所选题目不匹配，则提醒考生在正确的答题卡区块内答题；

若系统检测考生答题区域与所选题目匹配，则在答题界面中实时显示考生作答笔迹，同时将考生的笔迹信息保存至答案文件及日志文件中，保存的信息包括：笔划的起始时间戳、结束时间戳、笔划内各个点的X坐标和Y坐标；

2.4.5）判断当前题目是否完成，如果完成，考生通过人机交互界面选择其他题目继续作答；

2.4.6）判断所有题目是否完成，如果完成，考生通过人机交互界面点击“交卷”按钮进行交卷操作，考试系统将考生答案文件与日志文件上传至文件服务器中。

7.如权利要求4所述的一种考试方法，其特征在于：所述步骤3）中，考试系统对答案文件进行处理的方法，包括以下步骤：

3.1）从考生的答案文件中提取笔迹信息，并将坐标点渲染为笔迹，以图片格式文件保存至阅卷文件存储服务器中；

3.2）阅卷系统从阅卷文件存储服务器中调取已经过渲染的考生作答图片文件，供阅卷教师阅卷；

3.3）通过答案文件中笔迹的时间戳还原考生答题行为，用于防止作弊和后续数据研究。

8.如权利要求7所述的一种考试方法，其特征在于：所述步骤3.1）中，从考生的答案文件中提取笔迹信息，并将坐标点渲染为笔迹的方法，包括以下步骤：

3.1.1）从文件服务器中下载各考生的答案文件；

3.1.2）检测答案文件是否异常，若文件无异常，则进入步骤3.1.3），否则进入步骤3.1.6）；

3.1.3）通过密钥解开答案文件，并提取各答案文件笔迹数据；

3.1.4）按照提取的笔迹数据中点阵的坐标进行渲染，并进行图片绘制；

3.1.5）将绘制好的图片以预设的文件结构存入阅卷系统的文件服务器中；

3.1.6）针对异常的答案文件，将其异常信息记入异常日志中，根据异常日志中的信息，找出相应的答题卡扫描件并上传至阅卷系统文件服务器中。

Images